Nhiên liệu từ CO2 và ánh sáng mặt
trời
Các lò phản ứng điện mặt trời có thể thu thập CO2 và biến nó thành CO.
Những lò phản ứng tương tự cũng có thể biến nước thành hydro và oxy.
Sản phẩm của 2 quá trình này có thể được tương tác lẫn nhau để hình thành
nên nhiên liệu hydrocarbon, trong một kỹ thuật được gọi là quy trình
Fischer-Tropsch. Nhiên liệu sản sinh từ quy trình đó rất giống loại đang
được sử dụng để vận hành xe cộ hiện nay. Do đó, không cần phải thiết kế lại
động cơ và các trạm xăng một khi nhiên liệu này được đưa vào sử dụng.
Hiện lò phản ứng do các chuyên gia Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia (Mỹ)
đang dùng CO2 từ khí thải của nhà máy điện. Trong tương lai, các nhà khoa
học hy vọng sẽ tận dụng được loại khí thải này trực tiếp từ không khí. Hệ
thống sử dụng một chiếc gương hình parabol khổng lồ, có nhiệm vụ tập
trung ánh sáng mặt trời vào 2 phòng chứa riêng biệt bằng các vòng quay
CeO2. Khi các vòng quay chuyển động, CeO2 được đun nóng lên 1.500 độ C
và phóng thích oxy vào một phòng chứa. Sản phẩm còn lại của quá trình này
sẽ tiếp tục đi vào phòng chứa thứ hai, tương tác với CO2 để tạo nên CO và
CeO2.
Một nhóm chuyên gia khác tại Viện Công nghệ liên bang Thụy Sĩ cũng sử
dụng một hệ thống tương tự nhưng với CaO, ZnO và hơi nước. Kết quả của
quá trình này là khí hydro và CO. Hệ thống này có thể sử dụng CO2 trực tiếp
từ không khí.
Cả hai lò phản ứng trên đang gặp những giới hạn về mặt kỹ thuật, như lò ở
Mỹ chỉ hoạt động được vài giây mỗi lần, còn lò tại Thụy Sĩ cho công suất
thấp. Tuy nhiên, theo đánh giá của các chuyên gia do New Scientist dẫn lại,
sản xuất nhiên liệu từ năng lượng mặt trời và CO2 là một trong những lĩnh
vực ứng dụng có thể trở thành một cuộc cách mạng về năng lượng.
Một tế bào năng lượng kích thước nano mô hình cấu trúc xoắn đồng trục có
khả năng cung cấp năng lượng hiệu quả hơn bất kỳ tế bào nào trước đó, giúp
tạo ra một loại pin năng lượng mặt trời màng mỏng sử dụng công nghệ nano,
giải quyết được những khó khăn vốn có liên quan đến việc tập trung ánh
sáng và tạo ra dòng điện của tế bào thường.
Quá trình nghiên cứu để nâng cao hiệu quả chuyển đổi năng lượng cho các
tế bào mặt trời màng mỏng lâu nay luôn gặp nhiều khó khăn về mặt cạnh
tranh quang học và các hạn chế điện tử. Một tế bào phải đủ dày để tập trung
được lượng ánh sáng cần thiết, nhưng đồng thời cũng phải đủ mỏng để có
thể chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện.
Về mặt quang học, tế bào năng lượng xoắn đồng tâm nano đủ độ dày để tập
trung ánh sáng mặt trời, đồng thời cấu trúc của nó cho phép đạt đến độ mỏng
phù hợp để chuyển đổi ánh sáng thành điện năng một cách hiệu quả nhất.
Điều đó giúp tế bào năng lượng xoắn đồng tâm nano trở thành một nền tảng
năng lượng có giá thành thấp và hiệu quả cao.
