Phát minh của Nhật Bản làm rung chuyển ngành năng lượng, tương lai khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên tái tạo ‘vô hạn’

Phát minh của Nhật Bản làm rung chuyển ngành năng lượng, tương lai khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên tái tạo ‘vô hạn’

Thứ 7, 27/12/2025 11:13
Các nhà nghiên cứu Nhật Bản vừa đạt được một bước tiến đáng chú ý trong công nghệ năng lượng sạch.

Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã phát triển thành công một chất xúc tác quang mới giúp sản xuất hydro hiệu quả hơn từ ánh sáng mặt trời. Nghiên cứu mở ra triển vọng cải thiện khả năng thương mại hóa hydro xanh trong tương lai.

Đột phá này được thực hiện tại Viện Khoa học Tokyo. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một hệ xúc tác quang có khả năng hấp thụ dải ánh sáng mặt trời rộng hơn so với các công nghệ hiện hành. Nhờ đó, hệ thống có thể khai thác tốt hơn nguồn năng lượng tự nhiên vốn bị bỏ phí trong nhiều thiết kế trước đây.

Sản xuất hydro bằng năng lượng nặt trời từ lâu được xem là hướng đi hấp dẫn vì không phát thải carbon. Tuy nhiên, rào cản lớn nhất của công nghệ này nằm ở hiệu suất. Phần lớn các chất xúc tác quang hiện nay chỉ tận dụng được một phần hẹp của ánh sáng khả kiến. Điều này khiến lượng lớn năng lượng mặt trời không được chuyển hóa thành nhiên liệu.

Hạn chế này đặc biệt rõ rệt trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc thời tiết nhiều mây. Khi đó, hiệu quả sản xuất hydro sụt giảm mạnh, làm giảm tính ứng dụng thực tế của công nghệ.

Để khắc phục vấn đề trên, nhóm nghiên cứu tại Tokyo đã tiếp cận theo hướng đơn giản nhưng hiệu quả. Thay vì thiết kế lại toàn bộ hệ thống, họ tập trung điều chỉnh thành phần cốt lõi của chất hấp thụ ánh sáng. Cụ thể, nhóm thay đổi kim loại trung tâm trong thuốc nhuộm dùng để thu nhận ánh sáng.

Trong các hệ truyền thống, thuốc nhuộm thường sử dụng kim loại ruthenium. Loại này chỉ hấp thụ ánh sáng khả kiến ở dải ngắn. Nhóm nghiên cứu đã thay thế ruthenium bằng osmium. Sự thay đổi này giúp hệ xúc tác hấp thụ được ánh sáng có bước sóng dài hơn, bao phủ phần lớn hơn phổ năng lượng mặt trời.

Nhờ mở rộng khả năng hấp thụ ánh sáng, hệ thống mới tạo ra nhiều năng lượng hữu ích hơn để phục vụ quá trình sản xuất hydro. Theo kết quả thử nghiệm, hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời thành hydro của thiết kế mới cao gấp khoảng hai lần so với các hệ xúc tác quang nhạy màu truyền thống.

Đáng chú ý, mức cải thiện này không phụ thuộc vào cường độ ánh sáng mạnh. Điều đó giúp công nghệ phù hợp hơn với điều kiện vận hành ngoài trời, nơi ánh sáng luôn biến động theo thời tiết và thời gian trong ngày.

Các nhà nghiên cứu cho rằng phát hiện này mang ý nghĩa thực tiễn lớn. Việc nâng cao hiệu suất mà không làm tăng độ phức tạp của hệ thống giúp giảm chi phí và rủi ro khi mở rộng quy mô. Đây là yếu tố then chốt đối với các công nghệ năng lượng mới.

Về dài hạn, thiết kế mới có thể hỗ trợ các mô hình sản xuất hydro phân tán hoặc các hệ quang hợp nhân tạo. Những ứng dụng này được kỳ vọng sẽ đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển dịch sang nền kinh tế carbon thấp.

Nghiên cứu cũng cho thấy một hướng đi rõ ràng cho thế hệ công nghệ tiếp theo. Thay vì chạy theo các cấu trúc phức tạp, việc tối ưu các thành phần then chốt có thể mang lại hiệu quả lớn hơn.

Công trình đã được công bố trên tạp chí khoa học ACS Catalysis.

Khánh Linh

Theo IE

Cùng chuyên mục

Bí mật giúp máy bay nội địa Nga vượt trội hơn so với Boeing 737 MAX: Một centimet đã đủ mang lại ưu thế

Thứ 4, 21/10/2026 07:25
Sự cạnh tranh trong phân khúc máy bay thân hẹp thương mại lâu nay xoay quanh hiệu suất động cơ và chi phí vận hành, nhưng MS-21-310 của Nga đang chứng minh một hướng đi khác.

Subaru lần đầu tiên tự phát triển xe điện không cần Toyota: 'Vỏ' Outback, 510 mã lực, dự kiến ra mắt 2029

Thứ 4, 21/10/2026 06:30
Subaru vừa giới thiệu nguyên mẫu xe điện do hãng tự phát triển, sử dụng hai mô-tơ cho tổng công suất khoảng 510 mã lực. Nền tảng mới nhẹ hơn gần 100 kg so với loại đang sử dụng trên các mẫu xe điện hiện tại.

Ford Ranger 2027 có nhiều nâng cấp người Việt sẽ thích: Bản thường dùng động cơ Raptor, thêm tiện nghi ngay từ bản tiêu chuẩn

Thứ 4, 21/10/2026 06:00
Ford Ranger 2027 được cho là sẽ thay động cơ V6 2.7L bằng loại V6 3.0L tăng áp kép tương tự Ranger Raptor, đồng thời nâng cấp màn hình, điều hòa và một số tiện nghi.

Đại lý báo Suzuki XL7 2026 ra mắt tháng này: Giá dự kiến tăng nhẹ, dễ có 2 bản cùng động cơ hybrid, tăng sức cạnh tranh Xpander

Thứ 4, 21/10/2026 05:40
Suzuki XL7 hybrid bản nâng cấp dự kiến ra mắt Việt Nam cuối tháng 10. Xe có thể được bổ sung phiên bản để khách hàng có thêm lựa chọn.

Từ 5/10/2026, người nuôi 3 con có thể nhận trợ cấp 1.620.000 đồng/tháng: Điều kiện cụ thể ra sao?

Thứ 4, 21/10/2026 00:00
Từ 5/10/2026, người nuôi 3 con có thể nhận trợ cấp 1.620.000 đồng/tháng: Điều kiện cụ thể ra sao?
     
Nổi bật trong ngày

Lời khuyên cho các gia đình có cửa ra vào làm bằng kính cường lực

Thứ 3, 20/10/2026 06:00
Cửa ra vào bằng kính cường lực mang lại vẻ đẹp hiện đại, sang trọng và giúp ngôi nhà luôn ngập tràn ánh sáng tự nhiên. Tuy nhiên, dù kính cường lực rất chắc chắn, loại cửa này vẫn có những đặc tính kỹ thuật riêng cần lưu ý để đảm bảo an toàn tối đa cho các thành viên trong gia đình.

Giấc mơ Prometheus liệu có thành sự thật: Bản thiết kế con tàu vũ trụ 58km chở 2.400 người rời Trái Đất một đi không trở lại trong 400 năm

Thứ 3, 20/10/2026 07:00
Nếu từng xem Prometheus, bạn hẳn không lạ gì với một con tàu khổng lồ chở theo những con người mang sứ mệnh gieo mầm sống ở viễn không vô tận. Nhưng điều gì xảy ra khi cảnh viễn tưởng bước vào một dự án thực sự? Chrysalis chính là câu trả lời.

Tin được không, Ronaldo chỉ mất 39 giây để kiếm đủ số tiền nộp phạt cho LĐBĐ Bồ Đào Nha

Thứ 3, 20/10/2026 07:28
LĐBĐ Bồ Đào Nha phạt 286 USD và cấm Ronaldo thi đấu 30 ngày.

Không chỉ làm "công ăn lương", Ronaldo vung tiền mua cổ phần Al Nassr?

Thứ 3, 20/10/2026 07:37
Cristiano Ronaldo sắp trở thành đồng sở hữu Al Nassr trong thương vụ thâu tóm lịch sử.

Hyundai Santa Fe 2027 để lộ thêm nhiều chi tiết mới: Đèn hậu dọc như Range Rover, mặt trước cũng thay đổi rõ nét

Thứ 3, 20/10/2026 08:00
Hyundai Santa Fe facelift 2027 lộ diện với thiết kế đầu xe mới, loại bỏ cụm đèn chữ H gây tranh cãi. Mẫu SUV có thể đổi hộp số và bổ sung phiên bản EREV với tầm hoạt động hơn 900 km.