Quang hợp nhân tạo được tăng cường nhờ phân tử lưu trữ bốn điện tích

Các nhà khoa học tại Đại học Basel đã phát triển một phân tử được thiết kế riêng có khả năng lưu trữ bốn điện tích do ánh sáng mặt trời tạo ra, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong quang hợp nhân tạo. Phân tử này, bao gồm năm thành phần liên kết với nhau, mô phỏng quá trình quang hợp tự nhiên bằng cách tạm thời giữ hai điện tích dương và hai điện tích âm. Thiết kế này cho phép phân tử hấp thụ ánh sáng mặt trời và truyền electron theo trình tự, giúp tích lũy và ổn định nhiều điện tích — một yêu cầu then chốt để thúc đẩy các phản ứng sản xuất nhiên liệu mặt trời phức tạp như tách nước thành hydro và oxy. Sử dụng hai tia sáng chớp, các nhà nghiên cứu đã chứng minh khả năng của phân tử trong việc tạo ra và duy trì các điện tích này dưới cường độ ánh sáng gần với ánh sáng mặt trời tự nhiên, một cải tiến đáng kể so với các phương pháp trước đây vốn cần ánh sáng laser cường độ cao. Việc lưu trữ ổn định nhiều điện tích mở ra cơ hội cho các phản ứng hóa học tiếp theo cần thiết để tổng hợp nhiên liệu trung hòa carbon như hydro, metanol hoặc xăng tổng hợp. Mặc dù chưa phải là một hệ thống quang hợp nhân tạo hoàn chỉnh, phân tử này đại diện cho một viên gạch quan trọng hướng tới công nghệ nhiên liệu mặt trời bền vững và thực tiễn, đưa cộng đồng khoa học tiến gần hơn đến việc khai thác năng lượng mặt trời.