Tuesday, December 12, 2023

Nhân Quyền

The Vietnamese Newspaper

Nghiên cứu Úc: Tiềm năng tạo ra điện từ không khí


Trang Interesting Engineering cho biết các nhà nghiên cứu Đại học Monash (Úc) phát hiện một loại enzyme mới có thể sử dụng lượng nhỏ hydro có sẵn trong không khí để tạo ra năng lượng, đem đến tiềm năng phát triển thiết bị tạo điện từ không khí.

Nghiên cứu sinh Tiến sĩ Ashleigh Kropp, trái, và Tiến sĩ Rhys Griter. Hình Monash University

Phát hiện trên có nghĩa rất quan trọng trong bối cảnh thế giới đang tìm kiếm những cách thức tạo năng lượng mới không cần đến nhiên liệu hóa thạch, theo Interesting Engineering.

Công nghệ năng lượng mặt trời cùng năng lượng gió dù không ngừng mở rộng quy mô nhưng vẫn không thể liên tục tạo ra điện đáp ứng nhu cầu. Trong khi đó, thiết bị tạo ra điện dùng enzyme mà các nhà nghiên cứu Đại học Monash phát hiện hoàn toàn có thể bật tắt theo ý muốn giống như máy phát điện thông thường.

Giới nghiên cứu lâu nay đã biết vi khuẩn sống ở môi trường nghèo dinh dưỡng (đất ở Nam Cực, miệng núi lửa, đáy biển sâu) chuyển hóa được hydro trong không khí thành năng lượng. Tuy nhiên họ chưa hiểu rõ về cơ chế chuyển hóa này.

enzyme.jpg
Vi khuẩn Mycobacterium smegmatis. Hình Interesting Engineering
Monash Research Animation – Rhys Grinter

Các nhà nghiên cứu Đại học Monash muốn tìm hiểu sâu hơn bằng cách xem xét vi khuẩn Mycobacterium smegmatis thường có trong đất, và từ đây họ chiết xuất một enzyme tên Huc sở hữu khả năng chuyển đổi hydro thành điện.

Dùng nhiều công nghệ tiên tiến như kính hiển vi điện tử lạnh (cryo-EM) hay điện hóa học xác định cấu trúc lẫn chức năng enzyme, nhóm ghi nhận Huc hoạt động ngay cả khi nồng độ phút trong không khí chỉ ở mức 0.00005%.

Họ cũng phát hiện Huc ở trạng thái tinh khiết rất ổn định, tồn tại được ở nhiệt độ khắc nghiệt lên tới 80 độ C. Các nhà nghiên cứu gọi chúng là “pin bền vững”.

Enzyme “Huc”, được phân lập từ loại vi khuẩn Mycobacterium smegmatis phổ biến trong đất. Hình Flickr

Dù công nghệ mới cần cải tiến nhiều trước khi được nhân rộng, nhưng enzyme Huc được tìm thấy ở không ít sinh vật trong đất và cũng có thể được nuôi cấy số lượng lớn.

Tiến sĩ Rhys Griter, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết khi phân lập Huc trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đặt enzyme này vào một mạch điện và nó tạo ra dòng điện.

Theo ông, chỉ có thể cung cấp năng lượng cho những thiết bị rất nhỏ theo cách này bởi vì lượng hydro trong không khí rất thấp -chỉ 0.00005%. Các vật thể lớn hơn sẽ cần một nguồn hydro bên ngoài để bổ sung thêm năng lượng điện.

Enzyme Huc từ Mycobacterium smegmatis tiêu thụ hydro trong khí quyển. Hình Monash University

Tiến sĩ Griter cho biết các nhà khoa học đang nghiên cứu những thứ rất nhỏ như màn hình sinh trắc học hoặc cảm biến môi trường vốn cần năng lượng bền vững. Tuy nhiên, nếu cung cấp cho enzyme nhiều hydro hơn nó sẽ tạo ra nhiều năng lượng hơn. Giống như pin nhiên liệu, nó có khả năng tạo ra đủ năng lượng để cung cấp năng lượng cho đồng hồ đeo tay hoặc điện thoại thông minh.

Theo Tiến sĩ Griter, các nhà khoa học mong muốn phát triển được một nguồn năng lượng không tốn kém và về cơ bản tự cung cấp năng lượng một cách thụ động từ không khí. Ông tiết lộ kế hoạch sẽ là mở rộng quy mô sản xuất enzyme và sau đó hợp tác với các kỹ sư để thiết kế các thiết bị hoạt động nhờ điện năng tạo ra từ enzyme Huc. (T/H, 1TG)