Các nhà khoa học vừa đạt một bước tiến quan trọng trong công nghệ quang hợp bán nhân tạo thậm chí có thể chế tạo được một nguồn “năng lượng tái tạo không giới hạn”.
Các nhà khoa học tại Đại học Cambridge ở Anh đã phát triển thành công một phương pháp mới hiệu quả hơn để tách nước thành hydro và oxy bằng cách liên kết quang hợp với hydrogenase, một loại enzim có trong tảo.
Công nghệ quang hợp nhân tạo (artificial photosynthesis) tuy rằng đã được áp dụng trong mấy thập kỷ qua, nhưng các nhà khoa học chưa từng phát triển nó ở phạm vi đủ lớn để ứng dụng trong quy mô sản xuất công nghiệp, hay ở cấp độ có thể vận hành mà không cần đến những thiết bị đắt đỏ và gây ô nhiễm.
Quang hợp bán nhân tạo (semi-artificial photosynthesis) là một lĩnh vực nghiên cứu tương đối mới. Đây là kỹ thuật “bắt chước” loài tảo để tách nước thành hydro và oxy bằng cách kết hợp các công nghệ nhân tạo và các quá trình sinh học.
Trong một nghiên cứu mới đây nhất, các nhà nghiên cứu tại đại học Cambridge đã tập trung vào loại enzyme có tên gọi Hydrogenase được tìm thấy trong một giống tảo - vốn đã trong trạng thái ngủ đông hàng nghìn năm. Loại enzyme này có khả năng biến nước thành hydro và oxy. Trong đó, hydro có thể trở thành một loại nhiên liệu trong tương lai, thay thế cho các nguồn nhiên liệu đang được sử dụng hiện nay như than đá, dầu mỏ… Phát hiện của họ đã được công bố trên tạp chí Nature Energy.
“Hydrogenase là một chủng enzyme xuất hiện trong tảo có chức năng phân tách các proton vào các nguyên tử hydro”, Katarzyna Sokól, tác giả chính của công trình nghiên cứu, cho biết. “Trong diễn trình tiến hoá, quá trình này bị đình chỉ bởi nó không cần thiết cho sự sinh tồn, tuy nhiên chúng tôi đã thành công trong việc 'tái sinh' quá trình này và đạt được những phản ứng như mong muốn - chiết tách nước thành các nguyên tử hydro và oxy".
Hydrogenase cũng giúp gia tăng đáng kể lượng năng lượng được sản xuất và lưu trữ. Sekól tin rằng quá trình này sẽ khởi động những nghiên cứu cải tiến mới trên thế giới về lĩnh vực năng lượng tái tạo.
Hydrogenase cũng giúp gia tăng đáng kể lượng năng lượng được sản xuất và lưu trữ.
Với việc có thể tạo ra một nguồn hydro vô tận mà không cần quá nhiều máy móc phức tạp và không gây hại cho môi trường, các nhà khoa học đã mở ra một kỷ nguyên mới trong việc tạo ra các nguồn năng lượng vô tận.
Nghiên cứu này cũng vô cùng thiết yếu với tương lai của ngành du hành vũ trụ - khi các khoa học gia vẫn tiếp tục nỗ lực tìm kiếm những giải pháp hiệu quả nhất trong việc duy trì hoạt động của các tàu thám hiểm vũ khi tiến vào các khoảng sâu trong không gian.