Pin vi khuẩn tự sạc - nguồn cung hydrô dồi dào

Các nhà khoa học Mỹ vừa tìm ra công nghệ giúp các pin làm từ vi khuẩn có khả năng tự cung năng lượng và có thể sản xuất ra một nguồn hyđrô vô hạn.

Một mẫu pin nhiên liệu vi khuẩn được giới thiệu tại Bảo tàng Khoa học Luân Đôn (Anh).

“Nhiều vi khuẩn trong môi trường tự nhiên có khả năng giải phóng các điện tử bên ngoài tế bào, nên có thể sản sinh ra điện khi chúng phá vỡ vật chất hữu cơ”, Giáo sư Bruce Logan thuộc Đại học Pennsylvania – đồng tác giả nghiên cứu – giải thích về nguyên lý hoạt động của pin vi khuẩn, một loại pin sinh học mới. Ê-kíp của ông đã sử dụng các vi khuẩn đó, đặc biệt có trong pin nhiên liệu vi khuẩn (MFC), để tạo ra điện năng. Bước đột phá ở đây là các nhà khoa học không cần sử dụng thêm nguồn điện nào khác từ bên ngoài để cung cấp cho hệ thống.

“Tất cả những gì chúng tôi cần làm là thêm một ít nước biển, nước ngọt, một số tấm màng vi khuẩn, và tạo ra điện”, giáo sư Logan cho biết. Pin điện phân vi khuẩn (MEC) sử dụng công nghệ điện thẩm thấu ngược (RED), nghĩa là tạo ra năng lượng từ sự chênh lệch về nồng độ muối giữa nước biển và nước ngọt. Trong báo cáo nghiên cứu của mình, giáo sư Logan và cộng sự Younggy Kim giải thích cách thức mà một hệ thống RED sử dụng các lớp màng để thu thập năng lượng, cũng như làm thế nào các phân tử di chuyển từ nước biển qua nước ngọt có thể tạo ra điện. “Đây là yếu tố quan trọng trong nghiên cứu mới nhất của chúng tôi”, giáo sư Logan nhận định. Theo ông, nếu chọn cách khử muối cho nước biển thì sẽ cần rất nhiều năng lượng. Tuy nhiên, nếu cho nước ngọt và nước biển tiếp xúc với nhau, chúng có thể tương tác và tạo ra năng lượng.

Giáo sư cho rằng công nghệ này vẫn còn ở giai đoạn nghiên cứu nên chưa thể được khai thác rộng rãi. Tuy nó có thể được sử dụng trong tương lai nhưng hiện tại chi phí còn quá đắt đỏ. Vì thế, vấn đề trước mắt là làm sao để hạ giá thành xuống. Ông cho biết kế tiếp, các nhà khoa học sẽ tiến hành sản xuất loại pin có kích cỡ lớn hơn và khi đó, việc tính toán chi phí và mức đầu tư cho nó sẽ dễ dàng hơn.

Nhóm nghiên cứu cho rằng hyđrô có tiềm năng trở thành vật chất mang điện hiệu quả. Sở dĩ nguyên tố này chưa được khai thác rộng rãi là do chi phí sản xuất quá cao và lại tiêu tốn nhiều nhiên liệu hóa thạch trong quá trình sản xuất, dẫn đến tổn hại môi trường.

Dù vậy, các nhà khoa học tin rằng nghiên cứu của họ đã mở ra một cơ hội mới cho tương lai. Công nghệ pin nhiên liệu vi khuẩn tự cung năng lượng có thể được ứng dụng để sản xuất ra khí hyđrô dồi dào mà không cần phải dùng đến bất cứ dòng điện nào bên ngoài. Ngoài ra, nó còn có tiềm năng trong lĩnh vực xử lý nước thải.