|
Lá nhân tạo trôi nổi trên sông River Cam, gần trường St John's College Cambridge, Anh. Nguồn:UoC
|
“Về lý thuyết, bạn có thể cuộn các thiết bị này lại và đặt chúng ở bất cứ đâu… Các tấm quang điện mặt trời này có màu sắc y chang màu xanh của lá cây, vừa đáp ứng yếu tố môi trường vừa mang tính nghệ thuật”, Giáo sư Erwin Reisner, trưởng nhóm nghiên cứu ở UoC cho hay.
Nguyên lý hoạt động của tấm quang điện mặt trời dạng lá có thể tóm tắt như sau: Những chiếc lá nhân tạo của UoC khác với những tấm quang điện mặt trời mái nhà. Tấm quang điện mặt trời mái nhà sử dụng các tế bào quang điện (photovoltaic cells) để tạo ra điện từ ánh sáng mặt trời. Ngược lại, các mảng lá cây này lại chứa các tế bào nhiên liệu mặt trời (solar fuel cells).
Tấm quang điện mặt trời dạng lá sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời để kích thích các phản ứng hóa học tạo ra nhiên liệu. Nói cách khác, nó mô phỏng quá trình quang hợp, quá trình tự nhiên mà thực vật chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành thức ăn.
Vào năm 2019, UoC đã phát triển thành công chiếc lá nhân tạo để tạo ra 'khí tổng hợp' - một loại nhiên liệu được sử dụng trong sản xuất hóa chất và dược phẩm, nhưng nó cồng kềnh, nặng và thấm nước. “Sau đó, chúng tôi đã cải tiến, cắt giảm vật liệu để không ảnh hưởng đến hiệu suất, và đủ nhẹ để trôi nổi", giáo sư Erwin Reisner cho biết thêm.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các oxit kim loại màng mỏng và perovskite - những vật liệu có thể thu năng lượng từ ánh sáng và được phủ lên nhựa dẻo. Các thử nghiệm cho thấy chúng có thể tách nước thành hydro và oxy, hoặc giảm CO2 thành khí tổng hợp. Những chiếc lá này hiện vẫn đang được nghiên cứu, đặc biệt là nghiên cứu phương pháp thu bọt khí từ lá và nâng cấp công nghệ. Theo tiến sĩ Virgil Andrei, đồng tác giả nghiên cứu, dự án có thể cung cấp điện bền vững cho các khu định cư ven biển, các hòn đảo xa xôi, giúp che phủ các ao nuôi công nghiệp hoặc tránh bốc hơi nước từ các kênh tưới tiêu và nhiều ứng dụng hữu ích khác.