Sản xuất điện từ cây spinach

Các nhà nghiên cứu thuộc học viện kỹ thuật Massachusett (MIT ) đã hoàn thành một thiết bị sử dụng loại rau spinach để chuyển đổi ánh nắng thành điện năng có thể dùng cho máy tính xách tay và điện thoại di động.

Ông Shuguang Zhang, giám đốc Trung tâm Y sinh thuộc MIT, đã sử dụng chất lạp lục để tạo một tế bào quang điện. Lạp lục có trong diệp lục, thành phần chính tạo thành mầu xanh lá cây và cho phép chúng có thể quang hợp. Ông Zhang nói: “Thiên nhiên đã làm việc này hàng tỷ năm rồi. Còn đây là lần đầu tiên chúng tôi có thể khai thác được nó”.

Phần cốt lõi của thiết bị này là một hốc chứa protein tổng hợp có tên là Photosystem I (PSI). Được chuyển hóa từ lạp lục của cây spinach, PSI có bề rộng khoảng 10 - 20 nano met tức là 100 nghìn vật này có thể xếp đầy một đầu ghim. Giáo sư khoa học điện tử và máy tính Marc A. Baldo thuộc MIT nói: “Chúng là những mạch điện nhỏ nhất mà tôi biết”. Còn ông Zhang thì nói, những tế bào này mỏng và nhẹ hơn nhiều so với các tế bào quang điện hiện nay và có thể sử dụng để tạo ra những tấm pin có hiệu suất cao hơn.

Bước tiến mới của công việc hiện nay là màng sinh hóa hoạt động trên bề mặt - giống như thành phần chính của xà phòng - giúp quá trình quang hợp phức tạp tự tổ hợp và ổn định khi mạch điện được chế tạo.

Cho đến nay, các nhà khoa học và các kỹ sư cố gắng khai thác các nguyên lý của quá trình quang hợp của cây xanh đã thành công với các vật liệu hữu cơ tự nhiên ở trạng thái lỏng. Nhưng nếu các tế bào quang điện hữu cơ này được sản xuất với mục đích thương mại, nó cần phải kết hợp với các bán dẫn điện tử. Các nỗ lực trước đây để kết hợp năng lượng được khai thác từ lạp lục với các thiết bị điện tử thông thường đã thất bại vì lạp lục cần môi trường nước để hoạt động.

Cho tới nay, pin này chỉ chuyển hóa được 12% ánh sáng thành điện năng. Họ hy vọng sẽ nâng mức này lên đến 20% hay nhiều hơn bằng cách chế tạo nhiều lớp PSI hay tập hợp chúng trên bề mặt gồ ghề hoặc ba chiều giống như các tòa nhà chọc trời có diện tích bề mặt khổng lồ mà chỉ chiếm một không gian rất nhỏ.

- Theo ND - 05