Không cần đến điện lưới hay hệ thống dây dẫn phức tạp, một thiết bị mới từ các nhà khoa học Hàn Quốc có thể tạo ra năng lượng chỉ bằng ánh sáng mặt trời và nước, hứa hẹn mở ra tương lai mới cho ngành năng lượng sạch.
Thiết bị này được gọi là "lá nhân tạo", do nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Ulsan (UNIST) phát triển. Công nghệ mô phỏng quá trình quang hợp tự nhiên của thực vật, cho phép tạo ra khí hydro – nguồn nhiên liệu sạch vốn được kỳ vọng sẽ thay thế nhiên liệu hóa thạch trong tương lai.
Theo nhóm nghiên cứu, "lá nhân tạo" có thể sản xuất hydro mà không cần kết nối với bất kỳ nguồn điện ngoài nào. Điểm nổi bật của công nghệ này là khả năng hoạt động độc lập, không đòi hỏi hệ thống dây dẫn hay thiết bị hỗ trợ phức tạp.
Thiết bị cũng cho phép mở rộng quy mô dễ dàng. Các "lá nhân tạo" có thể được ghép lại với nhau thành tấm lớn, tương tự như các tấm pin mặt trời, giúp ứng dụng linh hoạt trong nhiều điều kiện. Khác biệt ở chỗ, thay vì tạo ra điện như pin mặt trời, thiết bị này tạo ra hydro – một dạng nhiên liệu có thể lưu trữ và sử dụng lâu dài.
“Chúng tôi đã đạt được hiệu suất trên 10% ở cấp độ mô-đun, vượt qua các bài kiểm tra trong điều kiện phòng thí nghiệm. Đây là bước tiến lớn hướng tới việc ứng dụng thương mại”, giáo sư Jae Sung Lee, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết.
 |
| Nhóm nghiên cứu tại phòng lab UNIST. |
Hydro từ lâu được xem là nguồn nhiên liệu sạch lý tưởng, do khi sử dụng chỉ thải ra nước, không phát sinh khí thải độc hại. Tuy nhiên, một trong những rào cản lớn là chi phí sản xuất cao và yêu cầu về hạ tầng phức tạp. Công nghệ “lá nhân tạo” được kỳ vọng sẽ giải quyết những thách thức này bằng cách đơn giản hóa quá trình tạo hydro và giảm chi phí vận hành.
Đặc biệt, khi hydro được tạo ra từ nguồn tái tạo như ánh sáng mặt trời, nó trở thành "hydro xanh" – loại nhiên liệu không phát thải carbon, thân thiện với môi trường. Việc sản xuất hydro theo phương pháp này có thể đóng vai trò quan trọng trong lộ trình giảm phát thải khí nhà kính toàn cầu.
Không chỉ hiệu quả, thiết bị còn thể hiện độ bền cao. Trong các thử nghiệm, "lá nhân tạo" hoạt động liên tục suốt 140 giờ mà vẫn duy trì tới 99% hiệu suất ban đầu. Nhóm nghiên cứu cho biết họ đang tiếp tục cải tiến để nâng cao hiệu suất phân tách khí và khả năng vận hành dài hạn.
Trong tương lai, các mái nhà có thể được lắp đặt những tấm “lá nhân tạo” cùng với pin mặt trời, hình thành hệ thống cung cấp năng lượng sạch và tự chủ cho từng hộ gia đình hoặc cộng đồng. Giải pháp này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn góp phần ứng phó với biến đổi khí hậu – một trong những thách thức lớn nhất của nhân loại hiện nay.
