Thứ 7, 20/04/2019
Đường dây nóng: 0327 216 216

Giấc mơ đẹp về xăng từ... lá

 Hà Bình - Khoa học - 05/02/2019 07:30
Giấc mơ đẹp về xăng từ... lá
(khoahocdoisong.vn) - Những chiếc lá nhân tạo rất mỏng, nhẹ, có công năng phân giải nước thành khí hydro và oxy, từ đó tạo ra một nguồn nhiên liệu mới...

Mơ đến ngày dùng hydro thay thế xăng dầu

Năng lượng mặt trời rất phong phú trong tự nhiên, nhưng chỉ có công nghệ như pin mặt trời, làm nước nóng. Còn việc chuyển hydro từ nước biển và năng lượng mặt trời thành nhiên liệu thay xăng dầu hiện có nhóm ở Tokyo và nhiều trung tâm nghiên cứu lớn đi theo hướng nghiên cứu này, nhưng chưa đi đến kết quả cuối cùng. Có một nhóm nghiên cứu đã tạo ra lá nhân tạo hiệu suất 30% nhưng giá quá đắt nên không có khả năng ứng dụng trong công nghiệp. Bởi vấn đề của năng lượng không chỉ là hiệu suất mà còn giá cả.

Lá nhân tạo (dựa theo cơ chế tổng hợp quang hóa tự nhiên của lá cây xanh) là một thiết bị có khả năng chuyển hoá năng lượng mặt trời thành năng lượng hoá học tích trữ trong nhiên liệu H2 (273KJ/mol H2) thông qua quá trình quang phân tách nước biển. Nhiên liệu H2 sau đó được lưu trữ, vận chuyển và sử dụng trong pin nhiên liệu. Sản phẩm của quá trình sử dụng nhiên liệu này chỉ là H20. Đặc biệt, công nghệ này không hề gây ô nhiễm môi trường. Thiết bị này là kết quả nghiên cứu của GS.TS Nguyễn Quang Liêm (Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam) và TS Trần Đình Phong (Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam).

TS Trần Đình Phong chia sẻ: "Với chúng tôi, nghiên cứu này là giấc mơ đẹp, nó xứng đáng để cố gắng hết mình. Tuy nhiên, chúng tôi cũng không dám vỗ ngực rằng đây chính là nhiên liệu thay thế hoàn toàn xăng dầu. Bởi mức độ thành công hiện mới chỉ dừng ở phòng thí nghiệm và cần được nghiên cứu sâu thêm nữa. Vì là nghiên cứu cơ bản nên không thể ngay lập tức có được kết quả để ứng dụng, nhưng có thể cung cấp hiểu biết nhất định để làm các nghiên cứu tiếp theo. Phiên bản lá nhân tạo đầu tiên được làm ra có khả năng sản xuất hydro từ nước biển và năng lượng mặt trời hiệu suất là 3%. Để đạt ngưỡng công nghệ đưa vào sản xuất năng lượng cần ít nhất 10%. Thời gian tới chúng tôi tiếp tục nghiên cứu để đáp ứng được yêu cầu 10%. Hy vọng không quá xa sẽ tạo được chiếc lá nhân tạo”.

Theo TS Trần Đình Phong, lá nhân tạo là sản phẩm nghiên cứu khoa học thành công, nhưng để hiện thực hóa ước mơ tìm ra nguồn năng lượng thực sự sạch, là chặng đường dài phía trước. Hiện tại, các nhà khoa học đang tiếp tục nỗ lực để làm ra sản phẩm với hiệu suất cao hơn, tích hợp ứng dụng thử nghiệm trên thực tế để đánh giá kết quả. Chiếc lá nhân tạo đầu tiên này có khả năng làm việc ít nhất 10h. Lá được chế tạo dễ dàng với lượng lớn các vật liệu dễ kiếm trong tự nhiên như Si, Co, W, Mo.

Quan trọng là chất xúc tác

Một lá nhân tạo bao gồm hai phần chính là chất hấp thụ ánh sáng mặt trời và xúc tác cho quá trình phân li nước tạo hydro và oxy. Hoạt động của chất xúc tác ảnh hưởng tới hiệu quả làm việc chung của lá nhân tạo. Bởi vậy, càng tìm được các chất xúc tác có khả năng hoạt động mạnh, bền và dễ chế tạo càng tốt. Muốn làm được như vậy thì việc hiểu được cấu trúc và cơ chế hoạt động của a-MoSx - xúc tác thuộc hàng tốt nhất hiện nay, là một tiền đề quan trọng cho các bước phát triển tiếp theo.

“Trong quá trình thực hiện, chúng tôi đã gặp một số hiện tượng rất bất ngờ so với dự đoán ban đầu. Ví dụ, nghiên cứu của các nhóm khác chỉ ra rằng, khi mang hạt nano vàng lên trên các xúc tác, trong đó có xúc tác MoS2, hoạt tính xúc tác sẽ tăng lên đáng kể, gợi ý cho chúng tôi khả năng tương tự với MoSx. Tuy nhiên, khi nghiên cứu, chúng tôi thấy bản thân hạt nano vàng đã có hoạt tính cực tốt, thành ra việc các chất xúc tác khác mang chúng chỉ làm tăng số lượng xúc tác chứ không có tác dụng kích thích các chất xúc tác khác hoạt động nhanh hơn như các công bố cả về lí thuyết và thực nghiệm trước đó”, TS Trần Đình Phong chia sẻ.

Các chất xúc tác MoS, MoSe... mới chỉ đảm bảo được một nửa của quá trình xúc tác phân tách nước, tức là quá trình tạo hydro.Với nửa còn lại là oxy hóa nước để tạo oxy cũng cần một chất xúc tác tốt. Chúng tôi đã tìm được một dung dịch, mà trong phòng thí nghiệm vẫn gọi đùa với nhau là “dung dịch ma thuật” – dung dịch có thể tạo được cả xúc tác tạo hydro và xúc tác tạo oxy chỉ bằng sự thay đổi điều kiện điện phân.

 

Thành công và thất bại là 50-50
TS Trần Đình Phong cho biết, hiện nay đang có nhiều trung tâm lớn trên thế giới thực hiện các nghiên cứu trong lĩnh vực này. Có khá nhiều tiến bộ đã được thực hiện trong vài năm qua nhưng con đường đi tới công nghệ dùng nhiên liệu H2 thay thế xăng dầu còn rất xa. Cũng có lúc, bên lề các hội thảo quốc tế, những người làm nghiên cứu tự hỏi nhau liệu chúng tôi có đang “mơ” một giấc mơ quá lớn hay không?

“Có thể, trong tương lai khi chiếc lá nhân tạo đáp ứng đầy đủ các yêu cầu sản xuất công nghiệp được chế tạo thành công thì một công nghệ khác ưu việt hơn được phát triển và ứng dụng. Tôi muốn nói rằng, những người làm nghiên cứu, dù có cho mình một định hướng ứng dụng thật lớn, thật hoàn hảo thì cũng hiểu rằng con đường đi tới nó nhiều khi không hẹn trước và chúng tôi cũng chuẩn bị cho mình tinh thần của người không thành công”, TS Trần Đình Phong chia sẻ.

Hành trình nghiên cứu khoa học là chặng đường nhiều cảm xúc. Có khi làm mãi vẫn thất bại, nhưng có khi bất chợt, phát hiện ra điều gì đó, lại thành công lớn. TS Trần Đình Phong ví dụ, có những phát minh được đưa ra một cách hoàn toàn bất ngờ không được chuẩn bị. Điện cực Clark để đo nồng độ O2 trong máu là một ví dụ như vậy. Nó được Leland Clark, một nhà hóa học tại Ohio Mỹ phát triển năm 1953 khi ông đang mải miết chế tạo các máy tạo O2 phục vụ cho các ca mổ tim. Nó được phát triển khi các nghiên cứu của Clark về máy tạo O2 bị từ chối nhận công bố vì ông đã không thể đo được nồng độ O2 trong máu sau khi chạy qua chiếc máy của mình. Nhờ điện cực Clark đó chiếc máy đo đường trong máu đầu tiên được phát minh sau đó, vào năm 1962. Những phát kiến kể trên hoàn toàn ngoài mong muốn ban đầu của Clark. 

Bao lâu nữa sẽ có lá nhân tạo? Theo TS Trần Đình Phong thì nhóm vẫn đang cố gắng hoàn thiện chiếc lá này theo hướng làm tăng hiệu suất. Ý tưởng của chúng tôi là nếu không thể làm việc trong nhiều giờ thì lá phải có khả năng tự sửa chữa khi hỏng. Ai làm nghiên cứu cũng mong muốn những nghiên cứu của mình có ảnh hưởng, có đóng góp quan trọng cho cộng đồng. Nhưng với điều kiện hiện nay, chúng tôi chỉ cố gắng chắt chiu những gì mình có để xây dựng được nhóm nghiên cứu tốt nhất có thể.

“Mục tiêu của chúng tôi luôn là năm sau làm được những nghiên cứu khó hơn năm nay, có nhiều người giỏi hơn năm nay và có nhiều hợp tác tốt hơn cho những nghiên cứu tham vọng hơn. Và tất nhiên, có công bố hoặc có sản phẩm nghiên cứu tốt hơn năm nay”.

TS Trần Đình Phong

 

 


Gửi bình luận
(0) Bình luận

Tiêu điểm

Mắc bệnh tim phức tạp vẫn sinh con khỏe mạnh

(khoahocdoisong.vn) - Bị bệnh tim phức tạp từ nhỏ khó có khả năng sinh con, nhưng nhờ “kỳ tích” của các bác sĩ Bệnh viện E, chị Lê Thị Hiền, 35 tuổi đã sinh con khỏe mạnh.

640 điểm cầu toàn quốc bàn giải pháp phòng chống bạo lực học đường

(khoahocdoisong.vn) - 640 điểm cầu trên toàn quốc với sự tham gia của gần 20.000 đại biểu đã cùng bàn giải pháp phòng chống bạo lực học đường.

"Hãy nhớ con số huyết áp như nhớ số tuổi của mình”

(khoahocdoisong.vn) - Tăng huyết áp (THA) là bệnh lý tim mạch phổ biến nhất trong cộng đồng, là nguyên nhân gây tử vong cho hơn 7 triệu người trên thế giới/năm. Ở nước ta, theo số liệu điều tra năm 2016 tỷ lệ người lớn bị THA ở mức 48%.

Ai đã chi hơn nửa tỷ mua điểm ở Hoà Bình?

Cơ quan điều tra xác định Đỗ Mạnh Tuấn - chuyên viên Phòng Khảo thí, Sở GD&ĐT tỉnh Hòa Bình thừa nhận được hưởng lợi bất chính 550 triệu đồng từ việc nâng điểm cho thí sinh, tuy nhiên đến nay, nhiều quan chức tỉnh Hoà Bình có thí sinh được nâng điểm vẫn chưa nhận trách nhiệm.

Thuốc đau khớp đớp dạ dày

(khoahocdoisong.vn) - Nhiều người bị đau nhức khớp thường tự ý mua thuốc trị xương khớp, thuốc giảm đau về uống mà không biết thuốc điều trị bệnh khớp nhưng lại kích thích bệnh lý khác phát triển dẫn đến hậu quả khó lường, đặc biệt là dạ dày.

Vì sao dự án Sunshine Boulevard nằm trên đất vàng lại "đắp chiếu" nhiều năm?

Có ví trí đắc địa ngay ngã tư đường Khuất Duy Tiến giao với Nguyễn Trãi, nhưng đã gần 3 năm trôi qua dự án Sunshine Boulevard của Sunshine Group vẫn trong tình trạng quây tôn, án binh bất động.

Cháu ruột Phó Chủ tịch UBND tỉnh Hòa Bình cũng được nâng điểm

Cơ quan chức năng đã làm rõ hàng loạt con em cán bộ lãnh đạo tại tỉnh Sơn La được nâng điểm. Tương tự, tại Hòa Bình, nhiều thí sinh được nâng điểm cũng là con, cháu các cán bộ lãnh đạo chủ chốt thuộc các sở, ngành.

Mới nhất

Ai đã chi hơn nửa tỷ mua điểm ở Hoà Bình?

Thời sự - MA - 19:26 19/04/2019
Cơ quan điều tra xác định Đỗ Mạnh Tuấn - chuyên viên Phòng Khảo thí, Sở GD&ĐT tỉnh Hòa Bình thừa nhận được hưởng lợi bất chính 550 triệu đồng từ việc nâng điểm cho thí sinh, tuy nhiên đến nay, nhiều quan chức tỉnh Hoà Bình có thí sinh được nâng điểm vẫn chưa nhận trách nhiệm.

Môn Lịch sử là môn thi thứ 3 vào lớp 10 ở Quảng Bình

Giáo dục - PV - 19:14 19/04/2019
(khoahocdoisong.vn) - Sở GD&ĐT tỉnh Quảng Bình vừa có quyết định về việc đưa môn Lịch sử làm môn thi thứ 3 ngoài môn Toán và Văn trong kỳ thi tuyển sinh vào lớp 10 năm học 2019 - 2020

TPHCM điều chỉnh học phí THCS

Giáo dục - Cát Cát - 19:13 19/04/2019
(khoahocdoisong.vn) - UBND TPHCM đã chấp thuận điều chỉnh mức học phí cho học sinh THCS tại các trường công lập trên địa bàn theo đề xuất của liên Sở GD&ĐT và Sở Tài chính.

640 điểm cầu toàn quốc bàn giải pháp phòng chống bạo lực học đường

Giáo dục - Nguyễn Mai - 19:12 19/04/2019
(khoahocdoisong.vn) - 640 điểm cầu trên toàn quốc với sự tham gia của gần 20.000 đại biểu đã cùng bàn giải pháp phòng chống bạo lực học đường.

Mắc bệnh tim phức tạp vẫn sinh con khỏe mạnh

Y học và đời sống - Thúy Nga - 19:08 19/04/2019
(khoahocdoisong.vn) - Bị bệnh tim phức tạp từ nhỏ khó có khả năng sinh con, nhưng nhờ “kỳ tích” của các bác sĩ Bệnh viện E, chị Lê Thị Hiền, 35 tuổi đã sinh con khỏe mạnh.

Năm 2019, có thể xuất khẩu 3.000 tấn quả xoài tươi sang Mỹ

Thị trường - Hồng Linh - 19:04 19/04/2019
(khoahocdoisong.vn) - Cục Chế biến và Phát triển thị trường nông sản (Bộ NN&PTNT) dự báo, năm 2019, Việt Nam có thể xuất khẩu sang Mỹ khoảng 3.000 tấn quả xoài tươi.

Chọn sản phẩm nano đúng cách

Tư vấn - Hà Bình - 19:03 19/04/2019
(khoahocdoisong.vn) - Các vật liệu đang được ứng dụng nhiều như nano dioxittitan, nano bạc là an toàn với cơ thể.

Thuốc đau khớp đớp dạ dày

Y học và đời sống - Thúy Nga - 19:00 19/04/2019
(khoahocdoisong.vn) - Nhiều người bị đau nhức khớp thường tự ý mua thuốc trị xương khớp, thuốc giảm đau về uống mà không biết thuốc điều trị bệnh khớp nhưng lại kích thích bệnh lý khác phát triển dẫn đến hậu quả khó lường, đặc biệt là dạ dày.

Món ăn cho người bệnh trĩ

Chữa bệnh không dùng thuốc - Thúy Nga - 19:00 19/04/2019
(khoahocdoisong.vn) - Tình trạng nóng trong người và táo bón là nguyên nhân đồng thời là yếu tố khiến bệnh trĩ phát triển. Vì vậy, cần phải biết cách ăn uống để phòng tránh và chữa trị bệnh.

Thuốc Nam điều trị chàm

Gia truyền trị bệnh - Nguyễn thị Lan - 19:00 19/04/2019
(khoahocdoisong.vn) - Chàm (Eczema) là một trạng thái viêm lớp nông của da cấp tính hay mạn tính khá thường gặp. Bệnh có biểu hiện bằng đám mảng đỏ da, mụn nước và ngứa, tiến triển từng đợt hay tái phát.

"Hãy nhớ con số huyết áp như nhớ số tuổi của mình”

Khỏe - Khánh Thủy - 19:00 19/04/2019
(khoahocdoisong.vn) - Tăng huyết áp (THA) là bệnh lý tim mạch phổ biến nhất trong cộng đồng, là nguyên nhân gây tử vong cho hơn 7 triệu người trên thế giới/năm. Ở nước ta, theo số liệu điều tra năm 2016 tỷ lệ người lớn bị THA ở mức 48%.

Vì sao dự án Sunshine Boulevard nằm trên đất vàng lại "đắp chiếu" nhiều năm?

Bất động sản - QC - 18:01 19/04/2019
Có ví trí đắc địa ngay ngã tư đường Khuất Duy Tiến giao với Nguyễn Trãi, nhưng đã gần 3 năm trôi qua dự án Sunshine Boulevard của Sunshine Group vẫn trong tình trạng quây tôn, án binh bất động.

Cháu ruột Phó Chủ tịch UBND tỉnh Hòa Bình cũng được nâng điểm

Thời sự - MA - 17:57 19/04/2019
Cơ quan chức năng đã làm rõ hàng loạt con em cán bộ lãnh đạo tại tỉnh Sơn La được nâng điểm. Tương tự, tại Hòa Bình, nhiều thí sinh được nâng điểm cũng là con, cháu các cán bộ lãnh đạo chủ chốt thuộc các sở, ngành.

Khỉ mang não người – “ác mộng đạo đức”

Khoa học - Hà Bình - 16:00 19/04/2019
(khoahocdoisong.vn) - Những con khỉ mang gene não người xuất hiện mới đây ở Trung Quốc khiến không ít người gọi đó là cơn ác mộng đạo đức.

Tòa buộc Eximbank phải trả 115 tỷ đồng cho bà Chu Thị Bình

Pháp luật - Huyền Trâm - 15:52 19/04/2019
Tòa cấp phúc thẩm chấp nhận 2 nội dung kháng cáo của bà Chu Thị Bình, tuyên Eximbank phải thanh toán cho bà Bình tổng cộng 115 tỷ đồng gồm lãi và lãi phạt.
Xem thêm
Thông tin tòa soạn
Cơ quan thường trú TPHCM
Trung tâm truyền thông quảng cáo
2018 Bản quyền thuộc về khoahocdoisong.vn
POWERED BY ONECMS - A PRODUCT OF NEKO