Đột phá mới trong việc biến ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu

 Phương pháp này được đánh giá là hiệu quả hơn so với quang hợp tự nhiên trong việc hấp thụ ánh sáng mặt trời.

Sứ mệnh tìm ra các nguồn năng lượng tái tạo thay thế nguyên liệu hóa thạch đã có bước tiến lớn. Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc phân tách phân tử nước ra thành hai nguyên tố, hydrogen và oxygen bằng cách thay đổi bộ máy quang hợp ở thực vật.

Quang hợp là quá trình thực vật sử dụng ánh nắng mặt trời tạo thành năng lượng. Sau khi cây hấp thụ nước, oxygen được tạo ra. Đây là một phản ứng rất quan trọng đối với hành tinh chúng ta, tạo ra hầu hết lượng oxygen trên Trái Đất.

Đột phá mới trong việc biến ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu ảnh 1

Nghiên cứu này có thể tạo ra cuộc cách mạng trong việc xây dựng hệ thống sản xuất nguồn năng lượng tái tạo. Ảnh: Clicklancashire.

Một nghiên cứu bởi trường Đại học St John ở Anh đã sử dụng quang hợp bán nhân tạo để sản xuất và lưu trữ năng lượng mặt trời. Bằng các sản phẩm sinh học và công nghệ máy móc, họ đã thành công trong việc sử dụng ánh sáng tự nhiên để biến nước thành hydrogen và oxygen.

Nghiên cứu này có thể tạo ra cuộc cách mạng trong việc xây dựng hệ thống sản xuất nguồn năng lượng tái tạo mới. Trong một bài báo xuất bản trên Nature Energy, phòng thí nghiệm Reisner của trường ĐH Cambridge cũng đã phát triển một nền tảng tách nước mà không cần đến năng lượng mặt trời.

Phương pháp này được đánh giá là hiệu quả hơn trong việc hấp thụ ánh sáng mặt trời so với quang hợp tự nhiên.

“Quang hợp tự nhiên không thật sự hiệu quả bởi nó phát triển chỉ để tồn tại. Ngoài ra, nó chỉ cần một lượng năng lượng tối thiểu cần thiết, tầm khoảng 1-2% so với tiềm năng chuyển hóa và lưu trữ của nó”, Katarzyna Sokół, nghiên cứu sinh trường Đại học St John cho biết.

Đột phá mới trong việc biến ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu ảnh 2

Katarzyna Sokół tại phòng thí nghiệm Reisner, Đại học Cambridge. Ảnh: Andreas Wagner.

Quang hợp nhân tạo đã xuất hiện cả thập kỉ nay, nhưng chưa thực sự thành công trong việc tạo ra nguồn năng lượng tái tạo bởi còn phụ thuộc vào các chất xúc tác, hầu hết lại thường đắt đỏ và độc hại. Vì thế nó chỉ mới có thể thực hiện trong phòng thí nghiệm chứ chưa thể công nghiệp hóa.

Nghiên cứu từ Cambridge là phần nổi của tảng băng chìm trong lĩnh vực quang hợp bán nhân tạo. Nghiên cứu đặt mục tiêu phá vỡ giới hạn của quang hợp nhân tạo toàn phần bằng cách sử dụng enzym để tạo ra những phản ứng mong muốn.

Sokól và cộng sự không chỉ cải thiện được năng lượng sinh ra và giữ lại, mà còn kích hoạt lại quá trình quang hợp đó trong tảo biển đã ngủ yên cả thiên niên kỉ.

“Hydrogenase là một enzym có trong loại rong này. Nó có khả năng giảm proton xâm nhập vào Hidro. Xuyên suốt lịch sử tiến hóa, quá trình này đã ngừng hoạt động bởi không thật sự cần thiết cho việc sinh tồn. Nhưng chúng tôi đã thành công trong việc bỏ qua những phần không hoạt động để đạt được các phản ứng mong muốn, như việc tách nước thành hydrogen và oxygen”, Sokól giải thích.

Sokól hi vọng thành tựu này có thể phát triển những hệ thống mô hình đổi mới trong việc chuyển đổi năng lượng mặt trời.

“Thật thú vị khi chúng ta có thể lọc chọn quá trình cùng những phản ứng mong muốn nhưng tự nhiên lại không làm được. Đây là nền tảng tuyệt vời để phát triển công nghệ năng lượng mặt trời. Hướng tiếp cận này có thể kết hợp nhiều phản ứng với nhau, sau đó xây dựng các công nghệ năng lượng mặt trời tổng hợp một cách mạnh mẽ hơn", Sokól cho biết.

Đột phá mới trong việc biến ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu ảnh 3

Thí nghiệm với cấu hình 2 điện cực cho thấy các tế bào quang điện có phản ứng với ánh sáng mặt trời nhân tạo. Ảnh: Katarzyna Sokół.

Đây là mô hình đầu tiên thành công trong việc sử dụng hydrogenase (Hidro enzym) và Photosystem II để tạo ra hệ thống quang hợp bán nhân tạo sử dụng năng lượng mặt trời thuần túy.

Tiến sĩ Erwin Reisner, trưởng phòng thí nghiệm Reisner, thành viên trường St John thuộc Đại học Cambridge, một trong những tác giả của bài báo mô tả nghiên cứu này là một “cột mốc” quan trọng.

Thành tựu này vượt qua nhiều thử thách, đặc biệt trong việc kết hợp những sản phẩm sinh học, organic thành các vật liệu không còn vô cơ. Từ đó tổ hợp lại thành những thiết bị bán nhân tạo, mở ra công cụ phát triển cho hệ thống chuyển đổi năng lượng mặt trời trong tương lai.

Theo Zing
Dự án Quang Phúc 3 đang có mức tồn 664 tỷ đồng, chiếm gần như toàn bộ hàng tồn kho của QP Holdings.
QP Holdings: Danh mục dự án nghìn tỷ, doanh thu 9 tháng chưa đầy 7 tỷ đồng
(Ngày Nay) -  QP Holdings đang giới thiệu danh mục nhiều dự án bất động sản có quy mô từ vài trăm đến hàng nghìn tỷ đồng, trải rộng ở các phân khúc nhà ở, căn hộ, thương mại và bất động sản công nghiệp. Tuy nhiên, báo cáo tài chính hợp nhất 9 tháng năm 2026 cho thấy doanh thu thuần của doanh nghiệp chỉ đạt hơn 6,5 tỷ đồng, lợi nhuận sau thuế khoảng 9,4 tỷ đồng…
Phiên Tọa đàm tại Diễn đàn BĐS 2026 với sự tham gia của các chuyên gia uy tín.
Nhu cầu thực đang định hình lại sản phẩm bất động sản trong chu kỳ mới
(Ngày Nay) -Thị trường bất động sản đang điều chỉnh để chuyển sang một chu kỳ phát triển với động lực và tiêu chuẩn cạnh tranh mới. Theo đó, nhu cầu thực sẽ định hình lại sản phẩm bất động sản, người mua ngày càng quan tâm đến pháp lý, khả năng chi trả, chất lượng sống và hiệu quả khai thác, khả năng tạo ra giá trị thực, mang tới dòng tiền bền vững và không gian sống tốt hơn.
Bà Miki Nozawa, Trưởng Ban Giáo dục, Văn phòng UNESCO tại Việt Nam
UNESCO, WHO và UNICEF ra mắt Nhóm công tác Kỹ thuật về Sức khỏe Trường học tại Việt Nam
(Ngày Nay) - Ngày 11/11 tại Hà Nội, Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên Hợp Quốc (UNESCO), Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), và Quỹ Nhi đồng Liên Hợp Quốc (UNICEF) đã ra mắt Nhóm Công tác Kỹ thuật về Sức khỏe Trường học - một sáng kiến giúp mỗi trường học trở thành không gian để học sinh, sinh viên học tốt, trưởng thành và khỏe mạnh mỗi ngày.
Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm chứng kiến lễ trao các văn kiện hợp tác giữa hai nước, trong đó có thỏa thuận giữa các đơn vị của Đại học Quốc gia Hà Nội và các đối tác Nhật Bản. Ảnh: TTXVN
Việt Nam và Nhật Bản ký kết Hiệp định liên Chính phủ về phát triển trường Đại học Việt Nhật
(Ngày Nay) - Trong khuôn khổ chuyến thăm chính thức Nhật Bản của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm, Chính phủ hai nước đã ký kết Hiệp định liên Chính phủ về phát triển Trường Đại học Việt Nhật (VJU). Đây là dấu mốc quan trọng trong hợp tác giáo dục đại học giữa hai quốc gia, thể hiện cam kết đồng hành lâu dài của hai Chính phủ đối với sự phát triển của Trường.