Nhà hóa học Daniel Nocera thuộc Học viện Kỹ thuật Massachusetts (Mỹ) đã phát minh ra một loại vật liệu có khả năng tách nước thành ôxy và hydrô ở nhiệt độ bình thường. Quá trình tách có sử dụng một lượng khá ít điện năng này là một bước tiến quan trọng trong việc tạo ra nền tảng cơ sở cho một hình thức quang hợp nhân tạo. Từ đó, con người có thể dự trữ điện mặt trời một cách hiệu quả, dành sử dụng vào ban đêm hoặc vào ngày râm mát.
 |
| Hi vọng trong tương lai không xa con người có thể dự trữ điện mặt trời ban ngày để dành sử dụng vào ban đêm hay vào ngày trời râm, trời mưa |
Nocera phác họa ra một hệ thống sử dụng điện năng do các tấm pin mặt trời cung cấp vào ban ngày để tách nước thành ôxy và hydrô ở điều kiện nhiệt độ bình thường. Vào ban đêm, 2 loại nguyên tố ôxy và hydrô này lại được sử dụng để tạo ra điện nhờ vào một tấm nhiên liệu.
Thông thường, ôxy và hydrô có thể thu được từ nước thông qua quá trình điện phân có sử dụng điện cực platinum đắt tiền và một dung dịch có độ pH cao.
Điện cực mới được chế tạo từ những vật liệu rẻ hơn rất nhiều và hoạt động trong dung dịch đòi hỏi độ pH thấp hơn mức trung tính. Nó cũng tốn rất ít điện năng.
Để tạo ra điện cực mới này, ban đầu, Nocera và đồng nghiệp Matthew Kanan đã phủ một lớp coban và phosphat lên đầu của một điện cực ôxit thiếc indi, một hợp chất hóa học xúc tác trong phản ứng tách nước. Mặc dù kết quả đạt được rõ ràng nhưng Nocera vẫn không chắc chắn về cơ chế phản ứng hóa học chính xác.
Vì vậy, Nocera đã quyết định chuyển sang cách làm khá đơn giản khác. Lần này họ cho điện cực gốc bazơ vào trong dung dịch có chứa coban và phosphat rồi sau đó cho một dòng điện chạy qua. Quá trình điện hóa học này đã tạo ra hợp chất coban-phosphat bám vào bề mặt điện cực.
Như vậy, điện cực đã được tạo ra một cách dễ dàng và có khả năng tự tái tạo. Nếu điện cực mòn trong quá trình sử dụng vật liệu mới thì nó có thể sẽ được bổ sung lại phần hao mòn bằng các chất kết tủa điện.
Dù chỉ sử dụng điện áp 1volt nhưng điện cực mới vẫn tạo một lượng ôxy bằng với điện cực điện phân truyền thống sử dụng điện áp 1,6 volt.
Phát minh của Nocera được đánh giá là một đóng góp đáng giá trong lĩnh vực nghiên cứu điện mặt trời.
Tuy nhiên, phát minh của Nocera vẫn chưa vượt qua được một trở ngại lớn là làm sao tạo ra hidrô ở dạng khí (H2) chứ không phải ở dạng ion dương nằm trong dung dịch có electron được tách ra để chuyển vào một dòng điện khác. Cần phải có một điện cực thứ 2 và một chất xúc tác khác để kết hợp những electron và ion hidrô này thành khí hidrô.
| 
