Naukowcy dokonali zaskakującego odkrycia. Przybliżyli się do opracowania procesu sztucznej fotosyntezy. Ma ona potencjalnie bardzo szerokie zastosowanie. Być może pozwoli nam w przyszłości zastąpić konwencjonalne paliwa kopalne.
Sztuczna fotosynteza (AP) jest procesem przemysłowym. Polega na otrzymywaniu paliw oraz substancji chemicznych wyłącznie z dwutlenku węgla, wody i energii pochodzącej z promieniowania słonecznego. Jej wykorzystanie jest niezwykle cenne, gdyż w przyszłości umożliwiłoby ograniczenie zapotrzebowania ludzkości na paliwa kopalne.
Badania nad tym procesem zostały opublikowane w ostatnim numerze czasopisma Advanced Energy Materials. Naukowcy są coraz bliżej stworzenia procesu sztucznej fotosyntezy, ponieważ odkryli nowy sposób przekształcenia dwutlenku węgla w metanol. Metanol jest niezwykle cennym i pożądanym związkiem chemicznym. Może znaleźć zastosowanie w zasilaniu samochodów, ogrzewaniu domów lub wytwarzaniu energii elektrycznej w ogniwie paliwowym.
Profesor Douglas MacFarlane, główny koordynator badań nad AP w ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science (ACES), powiedział, że liczne zespoły badawcze starają się opracować etapy sztucznej fotosyntezy. Badacze próbują zrozumieć podstawowe fazy fotosyntezy i odtworzyć je w warunkach procesu przemysłowego.
„W sztucznym procesie fotosyntezy związki chemiczne mogą powstawać z dużo większą wydajnością i efektywnością, niż w czasie standardowej fotosyntezy roślinnej. Oznacza to że zapotrzebowanie na paliwa może być zaspokojone przez stworzenie specjalnych fabryk. Zostałyby one rozmieszczone w miejscach, gdzie jest stały dostęp do energii słonecznej oraz obfitość wody,” powiedział profesor MacFarlane.
„Kluczem do sukcesu jest opracowanie konkretnych katalizatorów. Jeden posłużyłby do utleniania wody. Drugi znalazłby zastosowanie we wchłanianiu i redukowaniu dwutlenku węgla. Przyłączenie tych katalizatorów do danego materiału, umożliwi mu pochłanianie energii świetlnej. Dzięki temu wytwarzanie paliw, takich jak metanol, stanie się możliwe.”
Wspomniany wyżej etap został właśnie osiągnięty przez zespół badawczy profesora MacFarlane’a. „Stworzyliśmy specjalny fotokatalizator na bazie tlenku miedzi. Nanieśliśmy go na powierzchnię materiału w postaci drobnych kropeczek o wielkości około 2 nm. Pozwoliło to na uzyskanie nanokompozytu zdolnego do przekształcenia dwutlenku węgla wyłącznie w oparciu o użycie światła słonecznego jako źródła energii,” powiedział profesor.
„Metanol jest niezwykle użyteczny jako paliwo. Może być wykorzystany również do tworzenia bardziej skomplikowanych i złożonych związków węglowych. Zaliczyć tutaj możemy miedzy innymi tworzywa sztuczne oraz środki farmaceutyczne,” stwierdził na zakończenie profesor MacFarlane.
- Li, H., Zhang, X. and MacFarlane, D. R. (2014), „Carbon Quantum Dots/Cu2O Heterostructures for Solar-Light-Driven Conversion of CO2 to Methanol.” Adv. Energy Mater.DOI: 10.1002/aenm.201401077
- http://phys.org/news/2014-11-artificial-photosynthesis-fuel-sunlight.html?utm_source=menu&utm_medium=link&utm_campaign=item-menu
Opracował: Karol Madejczyk
Korekta: Ilona Sadok
