Thứ 5, 22/08/2019
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

Thủ tướng chủ trì họp bàn chuyện sáp nhập sở ngành

Thủ tướng Nguyễn Xuân Phúc chủ trì cuộc họp về các dự thảo nghị định của Chính phủ liên quan đến việc sáp nhập sở ngành, phòng ban.

Bộ Công Thương lập Hội đồng kỷ luật Vụ trưởng Vụ thị trường trong nước Trần Duy Đông

Bộ Công Thương vừa thành lập Hội đồng kỷ luật để tư vấn về việc áp dụng hình thức kỷ luật đối với ông Trần Duy Đông, Vụ trưởng Vụ thị trường trong nước.

Đề nghị phá dỡ khẩn cấp chung cư nghiêng nửa mét ở Sài Gòn

Nhận thấy công trình không đảm bảo an toàn cho cuộc sống người dân, Sở Xây dựng đã kiến nghị UBND TP phá dỡ khẩn cấp lô E chung cư 518 Võ Văn Kiệt.

Camera trường Gateway thể hiện chỉ 12 học sinh được đưa vào trường?

Sáng 22/8, bà Nguyễn Bích Quy, người phụ trách đưa đón học sinh trong vụ việc bé trai 6 tuổi trường Gateway tử vong, đã có buổi làm việc với luật sư Nguyễn Thanh Sơn. Trước sự chứng kiến của nhiều phóng viên, bà Quy đã tường thuật lại diễn biến quá trình đưa đón học sinh ngày 6/8, có nhiều thay đổi so với lời khai ban đầu.

Sau vụ việc cô giáo nhốt trẻ vào tủ, cơ sở Maple Bear thông báo đóng cửa

Cơ sở của trường mầm non Maple Bear nơi xảy ra vụ cô giáo nhốt trẻ và bị xác định hoạt động "chui" đã thông báo chính thức với phụ huynh sẽ dừng hoat động sau ngày 30/8.

Sai phạm "động trời" của cựu Chủ tịch TP Trà Vinh liên quan vụ thiệt hại gần 120 tỉ

Trong thời gian giữ chức Phó Chủ tịch và Chủ tịch UBND TP Trà Vinh, ông Diệp Văn Thạnh đã ký và ủy quyền cho cấp dưới ký hàng loạt quyết định miễn giảm tiền sử dụng đất, tạo điều kiện cho nhiều đối tượng "mua bán chính sách", gây thiệt hại gần 120 tỉ đồng.

Nhân viên showroom lái ôtô lao từ tầng 2 xuống đất

Xế hộp sau khi đâm vỡ kính đã lao từ tầng 2 của showroom xuống đất. Người điều khiển xe này là nhân viên cửa hàng bị thương phải vào bệnh viện cấp cứu.

Mới nhất

Cảnh sát hình sự điều tra vụ hơn 20 tên côn đồ phá cổng làng

Thời sự - Bình Minh - 14:39 22/08/2019
Theo một đoạn clip người dân cung cấp cho thấy, trong khoảng hơn 2 giờ đồng hồ đã có hàng trăm người dân kéo tới bao vây nhóm côn đồ đập phá cổng làng. Sự việc chỉ dừng lại khi có hàng chục cảnh sát có mặt để giải vây.

Camera trường Gateway thể hiện chỉ 12 học sinh được đưa vào trường?

Thời sự - Tiến Nguyên - 14:29 22/08/2019
Sáng 22/8, bà Nguyễn Bích Quy, người phụ trách đưa đón học sinh trong vụ việc bé trai 6 tuổi trường Gateway tử vong, đã có buổi làm việc với luật sư Nguyễn Thanh Sơn. Trước sự chứng kiến của nhiều phóng viên, bà Quy đã tường thuật lại diễn biến quá trình đưa đón học sinh ngày 6/8, có nhiều thay đổi so với lời khai ban đầu.

Vụ tài xế Mai Linh chở bé gái 11 tuổi xuống biển, tình tiết mới từ bệnh viện

Bạn đọc - Quốc Huy - Phạm Tâm - 14:24 22/08/2019
Liên quan vụ tài xế taxi Mai Linh gây tai nạn, chở bé gái 11 tuổi ở Nghệ An xuống biển lúc tối muộn, cháu bé đã được đưa vào BV Sản Nhi Nghệ An.

Thủ tướng chủ trì họp bàn chuyện sáp nhập sở ngành

Thời sự - Thu Hằng - 14:19 22/08/2019
Thủ tướng Nguyễn Xuân Phúc chủ trì cuộc họp về các dự thảo nghị định của Chính phủ liên quan đến việc sáp nhập sở ngành, phòng ban.

Sau vụ việc cô giáo nhốt trẻ vào tủ, cơ sở Maple Bear thông báo đóng cửa

Giáo dục - Hoàng Đan - 14:04 22/08/2019
Cơ sở của trường mầm non Maple Bear nơi xảy ra vụ cô giáo nhốt trẻ và bị xác định hoạt động "chui" đã thông báo chính thức với phụ huynh sẽ dừng hoat động sau ngày 30/8.

Bộ Công Thương lập Hội đồng kỷ luật Vụ trưởng Vụ thị trường trong nước Trần Duy Đông

Thời sự - Minh Phong - 13:58 22/08/2019
Bộ Công Thương vừa thành lập Hội đồng kỷ luật để tư vấn về việc áp dụng hình thức kỷ luật đối với ông Trần Duy Đông, Vụ trưởng Vụ thị trường trong nước.

Du lịch cùng SCB

Nhịp sống doanh nghiệp - HĐ - 13:49 22/08/2019
(khoahocdoisong.vn) - Căn cứ trên kết quả quay số chương trình “Tâm an vạn phúc - Sung túc vui hè” được tổ chức ngày 02/08/2019, vừa qua, Ngân hàng Sài Gòn - SCB đã tiến hành trao những giải thưởng của chương trình – các chuyến du lịch khám phá thế giới đến tận tay các khách hàng may mắn trúng giải.

Sai phạm "động trời" của cựu Chủ tịch TP Trà Vinh liên quan vụ thiệt hại gần 120 tỉ

Pháp luật - Lê Khánh - 13:44 22/08/2019
Trong thời gian giữ chức Phó Chủ tịch và Chủ tịch UBND TP Trà Vinh, ông Diệp Văn Thạnh đã ký và ủy quyền cho cấp dưới ký hàng loạt quyết định miễn giảm tiền sử dụng đất, tạo điều kiện cho nhiều đối tượng "mua bán chính sách", gây thiệt hại gần 120 tỉ đồng.

Nhân viên showroom lái ôtô lao từ tầng 2 xuống đất

Thời sự - Hải Nam - 13:40 22/08/2019
Xế hộp sau khi đâm vỡ kính đã lao từ tầng 2 của showroom xuống đất. Người điều khiển xe này là nhân viên cửa hàng bị thương phải vào bệnh viện cấp cứu.

Đề nghị phá dỡ khẩn cấp chung cư nghiêng nửa mét ở Sài Gòn

Thời sự - Quang Huy-Sỹ Đông - 12:08 22/08/2019
Nhận thấy công trình không đảm bảo an toàn cho cuộc sống người dân, Sở Xây dựng đã kiến nghị UBND TP phá dỡ khẩn cấp lô E chung cư 518 Võ Văn Kiệt.

Cỏ nhân tạo có hại?

Hỏi đáp - Hà Bình - 12:04 22/08/2019
(khoahocdoisong.vn) - Sân cỏ nhân tạo bây giờ được làm khá cẩn thận và sử dụng phổ biến ở các khu vui chơi công cộng.

Ăn uống ở bệnh nhân tiểu đường, huyết áp có biến chứng thận

Khỏe - BS Nguyễn Văn Nam - 12:03 22/08/2019
(khoahocdoisong.vn) - Thận được xem là một trong 5 cơ quan quan trọng nhất đối với sức khỏe con người. Thận đảm nhận chức năng lọc, đào thải chất cặn bã, độc tố và nước dư thừa ra ngoài cơ thể qua nước tiểu. Cơ thể mắc các bệnh mãn tính lâu dài đều ảnh hưởng tới chức năng thận.

Cần lộ trình chuyển giao từng bước dịch vụ công cho tổ chức xã hội

Thời sự - Mai Loan - 11:30 22/08/2019
(khoahocdoisong.vn) - Tại Hội thảo Giải pháp nhằm tăng cường chuyển giao dịch vụ công cho các tổ chức xã hội do Liên hiệp Các hội Khoa học kỹ thuật Việt Nam (LHH) tổ chức, nhiều ý kiến cho rằng việc chuyển giao là cần thiết và cần có lộ trình.

Công nghệ có thể là phép màu cho doanh nghiệp nhỏ

Công nghệ - Thái Bằng - 11:30 22/08/2019
(khoahocdoisong.vn) - Công nghệ truyền thông thay đổi cuộc sống và công việc của chúng ta với tốc độ chóng mặt. Đối với những người bắt đầu sự nghiệp từ những doanh nghiệp nhỏ, theo kịp tất cả những thay đổi này là một thách thức khó vượt qua.

Làm lạnh toàn thân cứu sống trẻ sinh ngạt

Khỏe - Thúy Nga - 11:29 22/08/2019
(khoahocdoisong.vn) - Sinh ngạt là một trong ba nguyên nhân gây tử vong và di chứng hàng đầu ở trẻ sơ sinh hiện chưa có phương pháp điều trị đặc hiệu. Phương pháp làm lạnh toàn thân sẽ làm chậm quá trình tổn thương các tế bào thần kinh và ngăn chặn các tổn thương tiếp diễn do phù não...
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