Chuyển đổi trực tiếp năng lượng Mặt trời thành hydro với hiệu suất cao

Nhóm nghiên cứu từ Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Ulsan (Hàn Quốc) đã giới thiệu một thiết bị dạng mô-đun tiên tiến mô phỏng chức năng của lá cây tự nhiên bằng cách sản xuất hydro chỉ từ ánh sáng mặt trời và nước, không cần nguồn điện ngoài và không thải khí CO2.

Mô phỏng thiết bị sản xuất hydro từ năng lượng Mặt trời.

Nhằm vượt qua các rào cản về hiệu suất thấp, độ bền kém và hạn chế về khả năng mở rộng đang cản trở việc triển khai thương mại của phương pháp chuyển đổi trực tiếp năng lượng Mặt trời thành năng lượng hóa học, nhóm nghiên cứu đã chế tạo các điện cực quang hiệu suất cao trên nền perovskite diện tích 1 cm², sử dụng lớp hấp thụ iodua chì formamidinium pha clo (Cl\:FAPbI3) và lớp vận chuyển electron bằng oxit thiếc không nhạy với tia cực tím (Cl\:SnO2). Các đơn vị này được lắp thành mảng 4×4, tạo thành một hệ thống mô-đun có thể mở rộng, cho phép tạo hydro ổn định chỉ nhờ ánh sáng mặt trời.

Để đảm bảo độ bền, họ đã sử dụng kỹ thuật phủ bằng lá niken và bọc nhựa đặc biệt, cho phép thiết bị vận hành liên tục trong 140 giờ mà vẫn giữ được 99% hiệu suất ban đầu. Toàn bộ mô-đun đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng Mặt trời thành hydro ở mức 11,2% trong điều kiện chiếu sáng một mặt trời và không phân cực – vượt qua ngưỡng 10% vốn được xem là tiêu chuẩn tham chiếu để triển khai thương mại.

Nguồn: techxplore.com

Tin đăng KH&PT số 1351 (số 27/2025)

Khoahocphattrien