Phát minh thiết bị hoạt động giống lá phổi tạo nhiên liệu sạch từ nước

Lá phổi của người lưu thông không khí qua một lớp màng mỏng, chiết oxy và gửi nó đến mạch máu. Hiện một thiết bị sử dụng nguyên lý tương tự để cung cấp năng lượng cho những phản ứng dùng để tạo ra nhiên liệu hydro.

Thiết bị tạo hiệu quả khí hydro- nguồn nhiên liệu tương lai.

Yi Cui thuộc Trường ĐH Stanford và các đồng nghiệp lên kế hoạch mô phỏng lá phổi của người để gia tăng hiệu suất của chất xúc tác điện, các vật liệu làm tăng tỷ lệ của phản ứng hóa học dùng để sản xuất khí hydro bằng cách tách nước.

Cải thiện quá trình này có thể tạo ra pin nhiên liệu tốt hơn, dùng để cung cấp năng lượng cho các phương tiện chạy bằng hydro và tương lai có thể sử dụng để cung cấp năng lượng cho nhiều thứ từ điện thoại di động đến những thiết bị khác trong thành phố.

Yi Cui và đội của mình đã tạo ra một tấm phim nhựa dày 12 nanomet với các lỗ tí hon ở một mặt để đẩy nước. Mặt còn lại được phủ bằng các hạt nano vàng và platinum tham gia vào các phản ứng hóa học. Sau đó họ cuộn tấm phim và bịt kín các cạnh để tạo thành một túi nhỏ với lớp kim loại ở bên trong.

Khi họ áp điện áp vào nước để tách nó thành các thành phần cấu tạo, khí hydro và oxy tiến vào bộ máy giống như lá phổi và tạo ra năng lượng khi chúng đi qua các kim loại dẫn điện bên trong túi. Các tấm phim làm từ carbon thường được dùng trong pin nhiên liệu có thể tạo ra bong bóng trong quá trình này, gây ra việc thất thoát năng lượng, nhưng thiết bị giống lá phổi mới giảm thiểu các bong bóng vì những lỗ nhỏ kiểm soát tỷ lệ khí có thể đi qua màng và áp lực bên trong.

Thiết bị của họ chuyển đổi năng lượng hiệu quả hơn 32% so với việc dùng lớp màng tương tự ở dạng phẳng. Yi Cui cho biết: “Hình dạng rất quan trọng”.

Vật liệu này cũng ổn định trong thời gian dài. Khi đội nghiên cứu thực hiện phản ứng qua cấu trúc giống lá phổi trong 250 giờ, nó giữ lại 97% hoạt động xúc tác. Tấm màng làm từ carbon truyền thống suy giảm tới 74% hoạt động chỉ trong 75 giờ.

HẢI HUỲNH (nguồn: NewScientist)