Lá nhân tạo biến CO2 thành nhiên liệu và hóa chất có giá trị

Mô hình lá nhân tạo. (Nguồn: Đại học Cambridge)

Theo đó, những nanoflowers (lớp hạt nano mới được phát triển có cấu trúc tương tự như bông hoa) bằng đồng nhỏ được gắn vào một chiếc lá nhân tạo để sản xuất ra nhiên liệu sạch và các hóa chất có giá trị cao.

Không giống như hầu hết các chất xúc tác chỉ có thể chuyển đổi CO₂ thành các phân tử carbon đơn, thiết bị tích hợp chiếc lá hấp thụ ánh sáng được làm từ perovskite (vật liệu sản xuất pin mặt trời hiệu suất cao), với chất xúc tác là nanoflower đồng sẽ chuyển đổi carbon dioxide thành các hydrocarbon phức tạp hơn với hai nguyên tử carbon, điển hình như etan và ethylene - nguyên liệu thô cho nhiên liệu lỏng, hóa chất và nhựa.

Theo các báo cáo được công bố trên Tạp chí Nature Catalysis, hầu như tất cả các hydrocarbon hiện nay đều bắt nguồn từ nhiên liệu hóa thạch.

Nghiên cứu đã mang đến một giải pháp thay thế sạch hơn thay cho loại nhiên liệu này bởi những phương pháp do nhóm Cambridge-Berkeley phát triển tạo ra các hóa chất và nhiên liệu được làm từ CO₂, nước và glycerol, hợp chất hữu cơ phổ biến không có bất kỳ khí thải carbon bổ sung nào.

Bên cạnh đó, để đạt hiệu quả cao hơn và khắc phục giới hạn năng lượng của quá trình phân tách nước, nhóm nghiên cứu đã bổ sung các điện cực nanowire silicon giúp sản xuất hydrocarbon tốt hơn 200 lần so với các hệ thống phân tách nước và CO₂ trước đây. Nghiên cứu này không chỉ tăng cường hiệu suất khử CO₂ mà còn tạo ra các hóa chất có giá trị cao như glycerate, lactate và formate, được ứng dụng trong dược phẩm, mỹ phẩm và hóa học tổng hợp.

Theo nhóm tác giả, việc áp dụng nghiên cứu của họ vào các phản ứng hữu cơ phức tạp hơn sẽ mở ra cánh cửa cho sự đổi mới trong sản xuất hóa chất bền vững. Với những cải tiến liên tục, nghiên cứu có thể đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế tuần hoàn, trung hòa carbon.

(theo SciTechDaily)

Quang Minh