Nhờ đó, sản xuất hydro như một nguồn năng lượng sạch. Tuy nhiên, những nỗ lực đó hầu hết đều thất bại vì quá tốn kém. Giờ đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Texas tại Austin đã tìm ra một phương pháp chi phí thấp nhưng hiệu quả. Họ sử dụng ánh sáng Mặt trời để tách các phân tử oxy ra khỏi nước.
Edward Yu, Giáo sư tại Khoa Điện và Máy tính của Trường Cockrell (Đại học Texas tại Austin) cho biết, việc tạo hydro sạch cần những vật liệu có khả năng hấp thụ tốt ánh sáng Mặt trời.
Đồng thời, chúng không bị phân hủy trong khi phản ứng tách nước diễn ra. Tuy nhiên, các vật liệu hấp thụ tốt ánh sáng Mặt trời có xu hướng không ổn định trong điều kiện cần thiết cho phản ứng tách nước. Trong khi đó, các vật liệu ổn định có xu hướng hấp thụ ánh sáng Mặt trời kém.
Tuy nhiên, bằng cách kết hợp một vật liệu hấp thụ ánh sáng Mặt trời hiệu quả như silicon và một vật liệu khác cung cấp độ ổn định tốt như silicon dioxide, vấn đề này có thể được giải quyết.
Tuy nhiên, các electron và lỗ trống được tạo ra bởi sự hấp thụ ánh sáng Mặt trời trong silicon phải có thể di chuyển dễ dàng qua lớp silicon dioxide. Điều này thường yêu cầu lớp silicon dioxide không dày quá vài nanomet.
Các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp tạo ra các đường dẫn điện thông qua một lớp silicon dioxide dày. Phương pháp có thể được thực hiện với chi phí thấp và quy mô sản xuất cao.
Để đạt được điều đó, Yu và đồng nghiệp đã phủ lên lớp silicon dioxide một màng nhôm mỏng. Sau đó, nung nóng toàn bộ cấu trúc. Nhờ vậy, các mảng “gai” nhôm có kích thước nano kết nối hoàn toàn lớp silicon dioxide được hình thành. Sau đó, chúng có thể dễ dàng được thay thế bằng niken hoặc các vật liệu khác, giúp xúc tác phản ứng tách nước.
Khi được chiếu bởi ánh sáng Mặt trời, các thiết bị có thể oxy hóa nước một cách hiệu quả. Từ đó, tạo thành các phân tử oxy và hydro tại một điện cực riêng biệt. Những phân tử này cũng thể hiện sự ổn định khi hoạt động trong thời gian dài.
Cải thiện cách thức tạo ra hydro là chìa khóa để phát minh ra một nguồn nhiên liệu khả thi. Hầu hết quá trình sản xuất hydro hiện nay xảy ra thông qua việc đốt nóng hơi nước và khí mê-tan.
Tuy nhiên, điều đó phụ thuộc nhiều vào nhiên liệu hóa thạch và tạo ra khí thải carbon. Trong tương lai, nhóm sẽ làm việc để cải thiện hiệu quả của oxy trong quá trình tách nước bằng cách tăng tốc độ phản ứng.
