Lá nhân tạo: Giải pháp thay thế xăng

Các nhà khoa học đã phát triển lá nhân tạo nổi trên mặt nước, có khả năng sản xuất nhiên liệu sạch từ ánh sáng mặt trời và nước. Đây được coi là một giải pháp thay thế bền vững cho xăng mà không tốn diện tích trên đất liền.

Chiếc lá có hình dạng siêu mỏng, linh hoạt, được các nhà nghiên cứu Đại học Cambridge lấy cảm hứng từ quá trình quang hợp. Chiếc lá nhân tạo là một thiết bị tự động, chi phí thấp và có trọng lượng nhẹ, dễ dàng nổi lên trên bề mặt nước.

Một nghiên cứu trước đây về lá nhân tạo cũng sử dụng hai chất hấp thụ ánh sáng perovskite kết hợp với chất xúc tác coban, lấy nước và carbon dioxide để tạo ra oxy, hydro và carbon monoxide. Hai sản phẩm sau đó có thể được thu giữ và sử dụng để sản xuất khí tổng hợp, một thành phần chính trong nhựa, phân bón, nhiên liệu như dầu diesel, về cơ bản giúp giảm lượng khí thải CO2 của các sản phẩm đó. Nhưng thiết kế trước đó khá cồng kềnh, với kính dày và các vật liệu khác khiến nó trở thành một thiết bị độc lập.

Đối với nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu muốn thu nhỏ nó lại đến mức đủ nhẹ để nổi trên mặt nước mà không làm giảm hiệu quả. Để làm như vậy, nhóm nghiên cứu đã đặt các lớp hấp thụ ánh sáng perovskite lên lớp polyester mỏng, linh hoạt được phủ trong oxit thiếc indium, sử dụng chất xúc tác bạch kim. Sau đó, chúng được bao phủ bởi vật liệu siêu mỏng làm từ carbon có tác dụng đẩy nước, để bảo vệ các thiết bị khỏi bị hư hại do hơi ẩm.

Kết quả cuối cùng là một chiếc lá nhân tạo có thể nổi trên mặt nước, tách nước đó thành hydro và oxy hoặc sản xuất các thành phần cho khí tổng hợp. Thử nghiệm thiết bị trên các tuyến đường thủy gần đó, nhóm nghiên cứu thấy rằng mỗi gam, sản lượng có thể so sánh với lá tự nhiên - 0,58% đối với hydro và 0,053% đối với carbon monoxide. Những con số đó nghe có vẻ không nhiều, nhưng chúng là những cải tiến rất lớn so với lần lặp trước.

Đây là lần đầu tiên nhiên liệu sạch được tạo ra trên mặt nước. Nếu mở rộng quy mô, lá nhân tạo có thể được sử dụng trên các tuyến đường thủy bị ô nhiễm, trong các cảng hoặc thậm chí trên biển và giúp ngành vận tải biển toàn cầu giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.