Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

Huân chương Ðộc lập

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Huân chương Lao động

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Giải thưởng Nhà nước

- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)

- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)

Giải thưởng VIFOTEC

- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)

- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)

- Giống Sắn KM 140 (2010)

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Thiết lập chuỗi giá trị nông sản thông minh và an toàn tại Việt Nam Cà chua bi

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  59
 Số lượt truy cập :  34078521
Rừng nhân tạo sử dụng năng lượng mặt trời: Hệ thống nano quang hợp hoàn toàn nhân tạo đầu tiên
Thứ năm, 06-06-2013 | 08:11:41
Theo như các tin tức thông báo lượng CO2 trong khí quyển đã đạt mức cao nhất trong vòng 3 triệu năm qua, một thành tựu quan trọng trong việc phát triển nguồn năng lượng có thể phục hồi sử dụng CO2 đã ra đời. Các nhà khoa học thuộc phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley của Bộ Năng Lượng Mỹ (U.S. Department of Energy) đã thông báo rằng họ đã tạo ra một hệ thống nano tổng hợp cho để có thể diễn ra sự quang hợp nhân tạo. Trong khi “lá nhân tạo” có khả năng tạo ra điện như đã đề cập ở bài báo trước, yếu tố thành công của hệ thống này là một “khu rừng nhân tạo”.
 
Theo như các tin tức thông báo lượng CO2 trong khí quyển đã đạt mức cao nhất trong vòng 3 triệu năm qua, một thành tựu quan trọng trong việc phát triển nguồn năng lượng có thể phục hồi sử dụng CO2 đã ra đời. Các nhà khoa học thuộc phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley của Bộ Năng Lượng Mỹ (U.S. Department of Energy) đã thông báo rằng họ đã tạo ra một hệ thống nano tổng hợp cho để có thể diễn ra sự quang hợp nhân tạo. Trong khi “lá nhân tạo” có khả năng tạo ra điện như đã đề cập ở bài báo trước, yếu tố thành công của hệ thống này là một “khu rừng nhân tạo”.

“Tương tự như các lục lạp ở thực vật thực hiện quang hợp, hệ thống quang hợp nhân tạo của chúng tôi bao gồm hai thiết bị bán dẫn thu nhận ánh sáng, một lớp bề mặt cho chuỗi vận chuyển điện tử, và các chất xúc tác. Để tạo điều kiện cho việc quang phân li nước trong hệ thống của chúng tôi, chúng tôi đã tổng hợp các sợi nano dị cấu trúc giống ở cây, bao gốm các phần thân silicon và các nhánh là titanium oxide. Nhìn bề ngoài, sự sắp xếp của các cấu trúc nano này rất giống như một khu rừng nhân tạo.” Peidong Yang, dẫn đầu nghiên cứu cho biết. Bài nghiên cứu được đăng tải trên NANO Letters với tựa đề là “A Fully Integrated Nanosystem of Semiconductor Nanowires for Direct Solar Water Splitting”.

Các công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời rất lí tưởng cho các giải pháp trong việc tạo ra năng lượng khử Carbon có thể phục hồi - Có đủ năng lượng trong vòng 1 giờ nhận được ánh sáng mặt trời toàn cầu để đáp ứng tất cả nhu cầu của con người trong 1 năm. Quang hợp nhân tạo – quá trình mà năng lượng mặt trời được biến đổi trực tiếp thành các năng lượng hóa học - được xem như là một trong những công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời hứa hẹn nhất. Một thử thách lớn cho quang hợp nhân tạo đó là làm thế nào để sản xuất ra hydro một cách rẻ tiền và đủ lượng cung cấp cho người sử dụng để có thể cạnh tranh với các nguồn năng lượng hóa thạch. Để giải quyết thử thách này đòi hỏi một hệ thống tổng hợp có thể hấp thụ ánh sáng một cách hữu hiệu và sản xuất ra các chất vận chuyển điển tử để tách nước thành hydro và oxy.

“Trong quang hợp tự nhiên năng lượng có được từ hấp thụ ánh sáng mặt trời tạo ra các chất vận chuyển điển tử tham gia thực hiện các phản ứng hóa học trong nhiều vùng khác nhau của lục lạp. Chúng tôi đã kết hợp các sợi nano dị cấu trúc thành một hệ thống bắt chước sự kết hợp của các lục lạp và cho ra một sự biến đổi năng lượng mặt trời thành nhiên liệu hóa học hiệu quả”, Yang phát biểu.

Khi ánh sáng mặt trời được hấp thụ bởi các phân tử sắc tố trong một lục lạp, một electron bị năng lượng hóa được tạo ra di chuyển từ phân tử này tới phân tử khác thông qua mỗi chuỗi vận chuyển cho tới cuối cùng nó tham gia biển đổi CO2 thành đường carbohydrate. Chuỗi vận chuyển electron này được gọi là “Sự phối hợp Z” bởi vì mô hình vận chuyển giống như chữ Z. Yang và các đồng nghiệp của ông cũng sử dụng “sự phối hợp Z” trong hệ thống của mình bằng việc sử dụng các chất bán dẫn – silicon và titanium oxide - được tải với các chất xúc tác và với vùng tiếp xúc thuần trở (ohmic contact) được chèn vào giữa. Silicon đã được sử dụng cho các quang catot sản xuất hydro và titanium cho các quang anot sản xuất oxy. Cấu trúc hệ thống giống thực vật này tối ưu hóa khả năng của hệ thống. Giống như các cây trong một khu rừng thật, các sự sắp xếp dày đặc của các sợi nano cản trợ sự phản xạ ánh sáng mặt trời và cung cấp khu vực bề mặt để các phản ứng tổng hợp năng lượng xảy ra.

“Dựa trên sự chiếu sáng ảnh-các điện tử kích thích – các lỗ trống được hình thành trong silion và titanium oxide, các lỗ trống này hấp thu nhiều vùng khác nhau của quang phổ mặt trời. Các electron trong các sợi silicon di chuyển đến bề mặt kết hợp với các proton tạo thành hydro trong khi các lỗ trống ở các sợi titanium oxide oxi hóa nước để tạo thành các phân tử oxy. Các chất mang điện tử chính từ cả hai chất bán dẫn tái tổ hợp tại vùng tiếp xúc thuần trở, hoàn thành mô hình Z, tương tự như trong quang hợp tự nhiên.” Yang phát biểu.

Dưới kích thích ánh sáng mặt trời, hệ thống các sợi tổng hợp nhân tạo này đạt được hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời thành nhiên liệu là 0.12%. Mặc dù có thể so sánh được với một số hiệu suất quang hợp trong tự nhiên, tỷ lệ này sẽ phải được cải thiện để dành cho các sử dụng thương mại. Tuy nhiên, thiết kế của hệ thống cho phép khám phá các thành phần mới để từ đó cải thiện chức năng của nó. Ví dụ, Yang nhấn mạnh rằng lượng quang điện từ catot silicon và anot titanim không tương ứng với nhau, và lượng quang điện thấp hơn tạo ra từ anot giới hạn toàn bộ hoạt động của hệ thống.

“Chúng tôi có một số ý tưởng để phát triển các anot bền vững với khả năng hoạt động tốt hơn titanium oxide. Chúng tôi tự tin rằng chúng tôi sẽ có thể thay thế anot titanium oxide trong tương lai gần và tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng lên”, Yang cho biết.
 
Nguồn tin: https://www.facebook.com/pages/Biotech-News/126987517470650?fref=ts
 
Theo Congnghesinhhoc24h.
Trở lại      In      Số lần xem: 4230

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Bản đồ di truyền và chỉ thị phân tử trong trường hợp gen kháng phổ rộng bệnh đạo ôn của cây lúa, GEN Pi65(t), thông qua kỹ thuật NGS
  • Bản đồ QTL chống chịu mặn của cây lúa thông qua phân tích quần thể phân ly trồng dồn của các dòng con lai tái tổ hợp bằng 50k SNP CHIP
  • Tuần tin khoa học 479 (16-22/05/2016)
  • Áp dụng huỳnh quang để nghiên cứu diễn biến sự chết tế bào cây lúa khi nó bị nhiễm nấm gây bệnh đạo ôn Magnaporthe oryzae
  • Vai trò của phân hữu cơ chế biến trong việc nâng cao năng năng suất và hiệu quả kinh tế cho một số cây ngắn ngày trên đất xám đông Nam Bộ
  • Tuần tin khoa học 475 (18-24/04/2016)
  • Vi nhân giống cây măng tây (Asparagus officinalis L.)
  • Thiết lập cách cải thiện sản lượng sắn
  • Nghiên cứu xây dựng hệ thống dự báo, cảnh báo hạn hán cho Việt Nam với thời hạn đến 3 tháng
  • Liệu thủ phạm chính gây nóng lên toàn cầu có giúp ích được cho cây trồng?
  • Tuần tin khoa học 478 (09-15/05/2016)
  • Sinh vật đơn bào có khả năng học hỏi
  • Côn trùng có thể tìm ra cây nhiễm virus
  • Bản đồ QTL liên quan đến tính trạng nông học thông qua quần thể magic từ các dòng lúa indica được tuyển chọn
  • Nghiên cứu khẳng định số loài sinh vật trên trái đất nhiều hơn số sao trong giải ngân hà chúng ta
  • Cơ chế di truyền và hóa sinh về tính kháng rầy nâu của cây lúa
  • Vật liệu bọc thực phẩm ăn được, bảo quản trái cây tươi hơn 7 ngày mà không cần tủ lạnh
  • Giống đậu nành chống chịu mặn có GEN gmst1 làm giảm sự sinh ra ROS, tăng cường độ nhạy với ABA, và chống chịu STRESS phi sinh học của cây Arabidopsis thaliana
  • Khám phá hệ giác quan cảm nhận độ ẩm không khí ở côn trùng
  • Phương pháp bền vững để phát triển cây lương thực nhờ các hạt nano
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD