Biến ánh sáng Mặt trời thành chất đốt
Thứ tư, 05/01/2011 - 21:53
Một lò phản ứng đơn giản mô phỏng thực vật đã thực hiện thành công trong việc chuyển hóa ánh sáng Mặt trời thành nhiên liệu. Phát kiến này đã nhóm lên hy vọng giúp con người sản xuất loại nhiên liệu dạng lỏng có thể tái sinh.
Giáo sư Sossina Haile, thuộc Học viên Công nghệ Califonia, người đứng
đầu công trình nghiên cứu này cho biết: “Chúng ta đang đứng trước những
thử thách to lớn về vấn đề năng lượng. Vì vậy, chúng ta cũng phải nghĩ
theo một cách khác để giải quyết những vấn đề này”.
Thiết bị đặc biệt này sử dụng một chiếc gương parabon tiêu chuẩn để hội tụ ánh sáng Mặt trời vào buồng phản ứng. Tại đây, chất xúc tác là Cerium Oxit có thể phân tách thành nước và C02. Sau khi hạ nhiệt độ, người ta sẽ tách khí Oxy ra khỏi chất đã được tạo ra. Sản phẩm của quá trình này sẽ là khí Hydro và C0. Đây là những chất cần thiết để có thể tạo nên nhiên liệu dạng lỏng.
Theo tính toán của GS. Haile, nếu như lắp đặt một lò phản ứng như vậy trên nóc nhà thì mỗi ngày chúng có thể sản xuất ra được 3 gallon (11 lít) nhiên liệu. Nữ giáo sư này cho rằng, nếu đưa vào sản xuất thương mại thì ứng dụng đầu tiên của lò phản ứng này là sản xuất nhiên liệu cho ngành giao thông.
Tuy nhiên, hiện tại, lò phản ứng này vẫn còn rất nhiều điểm phải cải tiến. GS. Haile hy vọng rằng, sau một vài cải tiến nho nhỏ, tỉ lệ sử dụng lò phản ứng này sẽ tăng gấp đôi.
Bộ phận quan trọng nhất của thiết bị này chính là chất xúc tác Cerium (Ce). Khác với các loại kim loại khác, trữ lượng Cerium khá nhiều và có thể sử dụng rộng rãi. Haile cho rằng, điều này sẽ giúp thiết bị của bà và cộng sự dễ phổ biến hơn: “Thiết bị của chúng tôi không có bộ phận nào là quá đắt. Trong tự nhiên có rất nhiều Cerium vì vậy, kỹ thuật này có thể đóng góp to lớn đối với việc cung cấp nhiên liệu trên toàn cầu”.
Việc tìm kiếm nguồn năng lượng ít các bon thay thế cho các loại nhiên liệu hóa thạch từ trước tới nay luôn là một thách thức lớn do tính phổ biến và tiện dụng của loại nhiên liệu này. Tuy nhiên, một kỹ thuật mới biến năng lượng mặt trời thành trở thành nhiên liệu có thể tái sinh ở dạng lỏng có thể phát những tác dụng quan trọng trong việc giảm thải khí nhà kính vào môi trường cũng như ứng phó với biến đổi khí hậu.
Trong phòng thí nghiệm, nhiệt độ khi làm việc của lò phản ứng này ở mức 1600 độ, sau 500 lần phản ứng, nhiệt độ giảm xuống còn 800 độ, tuy nhiên không hề làm hỏng chất xúc tác. Haile cho biết: “Bí quyết nằm ở Cerium Oxit. Đây là một chất rất ổn định, nó giống như đá vậy. Tuy nhiên, chúng lại có năng lực đặc biệt trong việc giải phóng khí Oxy”.
Trên thực tế, Haile và cộng sự không phải là những người duy nhất tìm cách dùng năng lượng Mặt trời để sản xuất nhiên liệu. Một nhóm các nhà khoa học thuộc Học viện Massachussetts do Daniel Nocera đứng đầu cũng đang phát triển kỹ thuật tương tự. Kỹ thuật mà nhóm Daniel sử dụng được thực hiện trong phòng nhiệt, tuy nhiên về mặt hóa học lại phức tạp hơn rất nhiều.
Trọng Nhân
Thiết bị đặc biệt này sử dụng một chiếc gương parabon tiêu chuẩn để hội tụ ánh sáng Mặt trời vào buồng phản ứng. Tại đây, chất xúc tác là Cerium Oxit có thể phân tách thành nước và C02. Sau khi hạ nhiệt độ, người ta sẽ tách khí Oxy ra khỏi chất đã được tạo ra. Sản phẩm của quá trình này sẽ là khí Hydro và C0. Đây là những chất cần thiết để có thể tạo nên nhiên liệu dạng lỏng.
Theo tính toán của GS. Haile, nếu như lắp đặt một lò phản ứng như vậy trên nóc nhà thì mỗi ngày chúng có thể sản xuất ra được 3 gallon (11 lít) nhiên liệu. Nữ giáo sư này cho rằng, nếu đưa vào sản xuất thương mại thì ứng dụng đầu tiên của lò phản ứng này là sản xuất nhiên liệu cho ngành giao thông.
Tuy nhiên, hiện tại, lò phản ứng này vẫn còn rất nhiều điểm phải cải tiến. GS. Haile hy vọng rằng, sau một vài cải tiến nho nhỏ, tỉ lệ sử dụng lò phản ứng này sẽ tăng gấp đôi.
Bộ phận quan trọng nhất của thiết bị này chính là chất xúc tác Cerium (Ce). Khác với các loại kim loại khác, trữ lượng Cerium khá nhiều và có thể sử dụng rộng rãi. Haile cho rằng, điều này sẽ giúp thiết bị của bà và cộng sự dễ phổ biến hơn: “Thiết bị của chúng tôi không có bộ phận nào là quá đắt. Trong tự nhiên có rất nhiều Cerium vì vậy, kỹ thuật này có thể đóng góp to lớn đối với việc cung cấp nhiên liệu trên toàn cầu”.
Việc tìm kiếm nguồn năng lượng ít các bon thay thế cho các loại nhiên liệu hóa thạch từ trước tới nay luôn là một thách thức lớn do tính phổ biến và tiện dụng của loại nhiên liệu này. Tuy nhiên, một kỹ thuật mới biến năng lượng mặt trời thành trở thành nhiên liệu có thể tái sinh ở dạng lỏng có thể phát những tác dụng quan trọng trong việc giảm thải khí nhà kính vào môi trường cũng như ứng phó với biến đổi khí hậu.
Trong phòng thí nghiệm, nhiệt độ khi làm việc của lò phản ứng này ở mức 1600 độ, sau 500 lần phản ứng, nhiệt độ giảm xuống còn 800 độ, tuy nhiên không hề làm hỏng chất xúc tác. Haile cho biết: “Bí quyết nằm ở Cerium Oxit. Đây là một chất rất ổn định, nó giống như đá vậy. Tuy nhiên, chúng lại có năng lực đặc biệt trong việc giải phóng khí Oxy”.
Trên thực tế, Haile và cộng sự không phải là những người duy nhất tìm cách dùng năng lượng Mặt trời để sản xuất nhiên liệu. Một nhóm các nhà khoa học thuộc Học viện Massachussetts do Daniel Nocera đứng đầu cũng đang phát triển kỹ thuật tương tự. Kỹ thuật mà nhóm Daniel sử dụng được thực hiện trong phòng nhiệt, tuy nhiên về mặt hóa học lại phức tạp hơn rất nhiều.
Trọng Nhân