Tia năng lượng Mặt Trời sẽ thay thế
nhiên liệu dầu mỏ
với nỗ lực nhằm tạo ra loại vật liệu mới sử dụng ánh sáng Mặt Trời một cách
hiệu quả hơn trong các quá trình phản ứng hóa học để tạo ra năng lượng.
"Mọi người thường nghĩ hóa học là những thí nghiệm được tiến hành theo lý
thuyết trong ống nghiệm và không thực sự tạo ra những thứ đột phá thiết
thực cho cuộc sống. Đó là những suy nghĩ hoàn toàn sai lệch", ông Kuo nói.
"Mối quan tâm lớn nhất hiện nay là "hóa học xanh”. Điều này có nghĩa là
chúng ta muốn sử dụng hóa học để thay thế những thứ khác với các vật liệu
thân thiện với môi trường, gần gũi với cuộc sống, chẳng hạn như các sản
phẩm phân hủy sinh học hay nhiên liệu sạch ", ông nhấn mạnh thêm.
Như là một cách để thúc đẩy nghiên cứu nhiên liệu sạch, Kuo đã và đang
nghiên cứu những chất xúc tác oxit kim loại có khả năng phản ứng với ánh
sáng. Những chất này được gọi là chất quang xúc tác, gây ra một phản ứng
hóa học khi được kích hoạt bởi ánh sáng Mặt Trời. Tuy nhiên, nó không bị
phá hủy trong suốt quá trình phản ứng. Chất quang xúc tác rất quan trọng
trong quá trình sản xuất nhiên liệu mới, như năng lượng Mặt Trời có sử
dụng hydro.
Để tạo ra nhiên liệu Mặt Trời thì ánh sáng Mặt Trời sẽ được chuyển và thu
vào một thùng chứa nước và chất quang xúc tác. Ánh sáng Mặt Trời sẽ
“châm ngòi”, kích thích chất quang xúc tác phản ứng với nước. Phản ứng
này làm cho nước tách ra thành hydro và oxy. Khi hydro kết hợp với carbon
monoxide, nó tạo một loại khí tổng, đó là khối hợp nhất cơ bản trong nhiên
liệu hóa thạch và có thể được sử dụng để cung cấp lực cho ô tô.
Trong những năm gần đây, năng lượng Mặt Trời đã được các nhà khoa học
tập trung, nỗ lực nghiên cứu nhằm cải thiện hiệu suất và hoàn thiện quy
trình. Nhưng việc phát triển một chất quang xúc tác sử dụng ánh sáng Mặt
Trời một cách có hiệu quả để tạo ra một phản ứng hóa học và sản xuất hydro
thực sự gây nhiều khó khăn cho các nhà nghiên cứu.
Vì vậy, hiện Kuo cùng các đồng nghiệp của ông đang cố gắng để giải quyết
vấn đề này bằng cách tạo ra và phân tích những chất quang xúc tác mới
trong phòng thí nghiệm.
Để tạo ra một chất quang xúc tác, Kuo đã pha trộn nhiều hợp chất khác nhau
ở dạng bột, và sau đó đun sôi ở nhiệt độ từ 700 độ C đến 850 độ C.
Ngay khi vật liệu được tạo ra, cấu trúc của nó sẽ được nghiên cứu dưới kính
hiển vi điện tử truyền qua và quang phổ tia cực tím. Việc làm này cho phép
Kuo tìm ra các phương pháp để cải thiện cấu trúc và hiệu quả của nó.
Ngoài việc cải thiện các thuộc tính của chất quang xúc tác để tăng cường
phản ứng với ánh sáng Mặt Trời, Kuo cũng sẽ tập trung vào việc tăng diện
tích bề mặt của vật liệu. Một diện tích bề mặt tăng cũng đồng nghĩa với việc
phản ứng xảy ra lớn hơn và chất lượng tốt hơn, và một loại vật liệu với diện
tích bề mặt cao và với các thuộc tính xúc tác quang học cao có thể sẽ là
tương lai mới cho năng lượng Mặt Trời và các loại nhiên liệu thay thế khác.
Kỹ thuật quang xúc tác giúp phân tách nước thành hydro và oxy một cách
hiệu quả cũng có thể là một lợi ích để cung cấp nhiên liệu cho công nghệ tế
bào, Kuo nói. Tế bào nhiên liệu hoạt động về cơ bản bằng cách đảo ngược
các phản ứng hóa học được sử dụng để tách nước.Hydro được chuyển đổi
thành năng lượng điện, và nước được coi là một sản phẩm phụ.
Tiến sĩ Kuo khẳng định: "Việc tách nước bằng cách sử dụng chất quang xúc
tác là một trong những giải pháp hữu hiệu, tạo ra một con đường mới để có
được hydro".
Trước đây, ông cũng đã tạo ra loại vật liệu vô cơ và công nghệ nano giúp lọc
nước và không khí, kiểm soát mùi, vi khuẩn và virus, và giải độc các sự cố
tràn hóa chất nguy hiểm. Những nghiên cứu của ông thực sự có giá trị thực
tiễn rất lớn, ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống.