Các nhà khoa học Mỹ phát hiện cách thức sử dụng ánh sáng Mặt Trời để tổng hợp amoniac, thành phần quan trọng trong việc sản xuất phân bón.

Phân bón đóng vai trò quan trọng giúp tăng năng suất cây trồng. Ảnh: Wordpress.

Theo UPI, hiện nay có hai cách chính để tổng hợp amoniac (NH3) từ khí nitơ (N2). Đầu tiên là biện pháp sinh học, vi khuẩn có trong nốt sần của rễ cây họ đậu và một số loài cây khác sử dụng protein nitrogenase biến đổi nitơ thành amoniac. Cách thứ hai dựa trên quy trình công nghiệp Haber - Bosch, gồm nhiều phản ứng hóa học ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cao.

Các nhà khoa học ở Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) thuộc Bộ Năng lượng Mỹ hợp tác với Đại học Colorado, tìm ra quy trình tổng hợp mới, khai thác tiềm năng sinh hóa của nitrogenase trên quy mô sản xuất công nghiệp.

Nhóm nghiên cứu kết hợp nitrogenase với tinh thể nano của hợp chất cadmium sulfide (CdS). Năng lượng ánh sáng Mặt Trời kích thích các electron trong tinh thể nano, tạo ra sự chuyển đổi nitơ thành amoniac. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science hôm 22/4.

"Bí quyết nằm ở chỗ kết hợp các tinh thể nano bán dẫn có khả năng hấp thụ năng lượng ánh sáng Mặt Trời với nitrogenase, chất xúc tác tự nhiên giúp chuyển đổi nitơ thành amoniac", Gordana Dukovic, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết.

Hiện nay, sản xuất phân bón là một quy trình tốn nhiều năng lượng, chủ yếu dựa vào nguồn nhiên liệu hóa thạch. Công nghệ mới mang đến hy vọng sản xuất phân bón theo cách bền vững hơn.

"Sử dụng ánh sáng Mặt Trời để thực hiện những phản ứng hóa học xúc tác khó mở ra tiềm năng chế tạo các hóa chất mới và sản xuất nhiên liệu hiệu quả hơn", Katherine Brown, nhà nghiên cứu tại NREL, chia sẻ.

Lê Hùng