Thứ sáu, 17/05/2024 | 18:45 - GMT+7
Nhà nghiên cứu Yang Yang đã tạo ra vật liệu nano lai mới có khả năng khai thác năng lượng mặt trời và sử dụng nó để sản xuất hydro từ nước biển với chi phí thấp hơn và hiệu quả cao hơn so với các vật liệu hiện tại.
10/10/2017 - 09:31Hydro có thể được sản xuất để cung cấp năng lượng cho các tế bào nhiên liệu bằng cách tách khí hydro từ nước biển. Tuy nhiên lượng điện năng mà quá trình này đòi hỏi rất lớn, dẫn đến chi phí cao. Nhà nghiên cứu Yang Yang đã tạo ra vật liệu nano lai mới có khả năng khai thác năng lượng mặt trời và sử dụng nó để sản xuất hydro từ nước biển với chi phí thấp hơn và hiệu quả cao hơn so với các vật liệu hiện tại.
Bước đột phá này sẽ dẫn đến sự ra đời của một nguồn nhiên liệu sạch, làm giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và thúc đẩy sự phát triển kinh tế của bang Florida, nơi tràn ngập ánh nắng và nguồn nước biển dồi dào.
Trợ lý giáo sư Uang đã nghiên cứu việc tách hydro sử dụng ánh nắng mặt trời trong gần 10 năm qua. Ông đã sử dụng chất xúc tác quang, vật liệu thúc đẩy phản ứng hóa học sử dụng năng lượng từ ánh sáng. Khi mới bắt tay vào nghiên cứu, trợ lý giáo sư Yang tập trung vào việc sử dụng năng lượng mặt trời để tách hydro từ nước tinh khiết, nhưng với nước biển việc này rất khó thực hiện vì các chất xúc tác quang học không đủ bền chắc để xử lý sinh khối và muối ăn mòn của nước biển. Sau đó, nhóm nghiên cứu của trợ lý giáo sư Yang đã tạo ra một chất xúc tác mới, không chỉ khai thác được ánh sáng phổ rộng hơn so với các vật liệu khác mà còn chịu được những điều kiện khắc nghiệt trong nước biển.
"Chúng tôi đã ra cánh cửa mới trong việc tách hydro từ nước biển, không phải là nước tinh khiết trong phòng thí nghiệm", trợ lý giáo sư Yang nói.
Trợ lý giáo sư Yang đã tìm ra phương pháp chế tạo chất xúc tác quang học gồm một vật liệu lâi. Các hốc nano siêu nhỏ được khắc axit lên bề mặt của lớp màng titan dioxit siêu mỏng, chất xúc tác quang phổ biến nhất. Phần lõm của những hốc nano đó được với tráng molybdenum disulfide nano, vật liệu hai chiều có độ dày bằng một nguyên tử.
Các chất xúc tác thông thường chỉ có thể chuyển đổi ánh sáng có phạm vi băng thông hạn chế thành năng lượng. Với vật liệu mới, nhóm nghiên cứu đã tăng đáng kể băng thông của ánh sáng được khai thác. Kiểm soát được mật độ lưu huỳnh trong các molybdenum disulfide nano, các nhà nghiên cứu có thể xuất năng lượng từ các bước sóng ánh sáng cực tím hữu hình đến các bước sóng ánh sáng hồng ngoại ngắn, mang lại hiệu quả ít nhất gấp hai lần so với các chất xúc tác quang hiện có.
Chất xúc tác quang được sản xuất tương đối dễ dàng và ít tốn kém. Các nhà khoa học đang tiếp tục nghiên cứu phương thức tốt nhất để mở rộng quy mô sản xuất và cải thiện hơn nữa hiệu quả của chất xúc tác để có thể tách hydro từ nước thải.
Ngọc Diệp (Theo https://phys.org)
Triển lãm trưng bày hàng trăm sản phẩm, giải pháp công nghệ, sản phẩm thành quả của áp dụng khoa học công nghệ đến từ các doanh nghiệp trong và ngoài nước, các sở, ngành, các viện, trường và các hội tự động hóa địa phương...
