Lá nhân tạo của các nhà khoa học Anh biến CO2 và ánh sáng mặt trời thành các hóa chất hữu ích

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge đã phát triển một thiết bị lai mới, được mô tả như một “lá nhân tạo bán phần,” mô phỏng quá trình quang hợp tự nhiên để chuyển đổi ánh sáng mặt trời, nước và carbon dioxide thành các hóa chất hữu ích, cụ thể là formate. Sáng tạo này kết hợp các polyme hữu cơ thu nhận ánh sáng với enzyme vi khuẩn, tránh sử dụng các chất bán dẫn độc hại trong các nguyên mẫu trước đây. Thiết bị hoạt động mà không cần nguồn điện bên ngoài hoặc hóa chất bổ sung, thể hiện sự ổn định và hiệu quả cải thiện, vận hành liên tục hơn 24 giờ—gấp hơn hai lần so với các mẫu trước đó. Đột phá này mở ra một con đường đầy hứa hẹn hướng tới việc “giải phóng hóa dầu” ngành công nghiệp hóa chất, vốn hiện đang phụ thuộc nhiều vào nhiên liệu hóa thạch và chiếm khoảng 6% lượng phát thải carbon toàn cầu. Bằng cách sử dụng chất bán dẫn hữu cơ làm thành phần thu nhận ánh sáng—lần đầu tiên trong các thiết bị lai sinh học—các nhà nghiên cứu đã đạt được hiệu suất electron gần như hoàn hảo trong sản xuất nhiên liệu và thành công tích hợp hệ thống vào một phản ứng hóa học domino để sản xuất các hợp chất dược phẩm với năng suất và độ tinh khiết cao. Nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu tiếp tục nâng cao tuổi thọ của thiết bị.