Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu và nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, việc tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch, bền vững là ưu tiên hàng đầu của nhân loại. Và tảo biển, những sinh vật đơn bào nhỏ bé, đang nổi lên như một ứng cử viên đầy triển vọng.
 |
| Các nhà khoa học tại Đại học Concordia đã đạt được một bước đột phá trong việc khai thác năng lượng từ quá trình quang hợp của tảo. Ảnh minh hoạ |
Các nhà khoa học tại Đại học Concordia đã đạt được một bước đột phá trong việc khai thác năng lượng từ quá trình quang hợp của tảo. Họ đã phát triển một loại pin sinh học siêu nhỏ, nơi tảo được nuôi cấy trong một môi trường đặc biệt. Khi tiếp xúc với ánh sáng, tảo tiến hành quá trình quang hợp, giải phóng các electron. Những electron này được thu thập và chuyển đổi thành dòng điện, cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử.
Điểm độc đáo của công nghệ này là khả năng hoạt động liên tục, cả ngày lẫn đêm. Khác với các tế bào quang điện truyền thống chỉ hoạt động khi có ánh sáng mặt trời, pin sinh học từ tảo vẫn sản xuất điện ngay cả trong bóng tối. Điều này là nhờ quá trình hô hấp của tảo, một quá trình sinh hóa liên tục diễn ra để cung cấp năng lượng cho tế bào.
Cấu tạo của pin sinh học tảo khá đơn giản nhưng hiệu quả. Nó bao gồm hai buồng chính ngăn cách bởi một màng trao đổi proton. Buồng thứ nhất chứa tảo và dung dịch nuôi cấy, trong khi buồng thứ hai chứa một chất nhận electron. Khi tảo quang hợp, các electron được giải phóng sẽ di chuyển qua màng trao đổi proton vào buồng thứ hai, tạo ra một dòng điện.
Mặc dù điện áp sản xuất ra từ mỗi pin còn khá khiêm tốn, các nhà khoa học tin rằng với sự phát triển của công nghệ nano và trí tuệ nhân tạo, hiệu suất của pin sinh học tảo sẽ được cải thiện đáng kể. Hơn nữa, việc sản xuất pin sinh học tảo cũng đơn giản và thân thiện với môi trường hơn so với các công nghệ sản xuất pin mặt trời truyền thống.
Năng lượng từ tảo hứa hẹn một tương lai năng lượng xanh, sạch và bền vững. Với khả năng sinh trưởng nhanh và hấp thụ lượng lớn carbon dioxide, tảo góp phần đáng kể vào việc giảm thiểu hiệu ứng nhà kính.
Quá trình sản xuất năng lượng từ tảo cũng không gây ô nhiễm môi trường, đồng thời nguồn nguyên liệu đầu vào là tảo biển rất dồi dào và dễ nuôi trồng. Nhờ những ưu điểm này, năng lượng từ tảo có thể được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ cung cấp điện cho các thiết bị điện tử nhỏ đến việc hỗ trợ năng lượng cho các cộng đồng xa xôi.
Tuy nhiên, để thương mại hóa công nghệ này, vẫn còn một số thách thức cần phải vượt qua, như tăng cường hiệu suất chuyển đổi năng lượng, giảm chi phí sản xuất và kéo dài tuổi thọ của pin sinh học tảo. Việc đầu tư nghiên cứu và phát triển công nghệ là vô cùng cần thiết để giải quyết những vấn đề này và đưa năng lượng từ tảo trở thành một nguồn năng lượng chính trong tương lai.
