Nyní je dobře známo, že fosilní paliva nemohou představovat energetickou budoucnost naší planety. Jejich dopad na životní prostředí je ničivý, takže věda stále hledá dostupné a účinnější alternativy. Zajímavá novinka pochází od vědců z Harvardské univerzity, kteří vyvinuli bionický list , který simuluje fotosyntézu chlorofylu a umožňuje přeměnit sluneční energii na kapalné palivo .
«Je to skutečný systém umělé fotosyntézy . Dříve byla k rozdělení vody používána umělá fotosyntéza, ale jedná se o kompletní systém od A do Z: zašli jsme daleko za účinnost fotosyntézy v přírodě, “vysvětluje Daniel Nocera, profesor na Harvardské univerzitě a spoluautor výzkumu. Výsledky studie nazvané „Systém štěpení vody - biosyntéza s účinností redukce CO2 převyšující fotosyntézu“ byly publikovány v Science.
Jak dobře víte, fotosyntéza je biochemický proces prováděný rostlinami dodávanými s chlorofylem, který díky působení slunečního světla umožňuje přeměnu vody a oxidu uhličitého na organické sloučeniny , které jsou nezbytné pro život rostlin a zvířat. Umělý list vyvinutý vědci replikuje tento proces, protože využívá sluneční energii k rozkladu molekul vody a bakterií, které se živí vodíkem, aby vytvořil kapalné biopalivo . Významný rozdíl spočívá ve výsledcích vzhledem k tomu, že toto zařízení pro přeměnu sluneční energie na biomasu má účinnost 10% ,dobře nad 1%, které lze získat v přírodě u nejrychleji rostoucích rostlin.
«Když o tom přemýšlíme, fotosyntéza je úžasná: vyžaduje sluneční světlo, vodu a vzduch a dává životu strom. To děláme, i když efektivněji, protože veškerou tuto energii přeměníme v palivo », vysvětluje Nocera.
Bionický list představuje vývoj dlouhé výzkumné cesty . První vyvinuté zařízení, i když schopné využívat sluneční energii k výrobě alkoholu (isopropanolu), ve skutečnosti narazilo na mnoho limitů v katalyzátoru použitém ke spuštění reakce. Za účelem získání vodíku v první fázi procesu se vědci uchýlili ke slitině niklu, molybdenu a zinku , která vykazovala nevýhodu v produkci reaktivních druhů kyslíku škodlivých pro bakterie, kterým byla přidělena druhá fáze. Aby se tomuto problému zabránilo, byl výzkumný tým nucen provozovat systém při příliš vysokém napětí, což výrazně snižuje účinnost zařízení.
Nový systém dokázal tuto kritičnost překonat díky použití katalyzátoru slitiny kobalt-fosfor , který neprodukuje reaktivní druhy kyslíku, a proto umožňuje snížit napětí a zvýšit účinnost na 10%. Tyto výhody nekončí, protože tyto nové katalyzátory jsou 100% biologicky kompatibilní a výrobě jiných paliv (dvě alkoholů isobutanol a isopentanol), stejně jako biologicky odbouratelný plast , v důsledku práce bakterií.
Zatímco vědci věří, že účinnost bionického listu může být dále zvýšena, zdá se, že zařízení je připraveno k testování v komerčních aplikacích , aniž by zapomnělo na jeho význam v humanitární oblasti . Podle Nocery je bionický list důležitým objevem, který ukazuje, jak lze dosáhnout lepších výsledků než samotná fotosyntéza. Cílem je nyní rozšířit ji také v rozvojových zemích a ponechat obvyklé programy přenosu technologií.
Ze slunečního světla přichází alternativní biopalivo k fosilním palivům, které se nazývá ochrana životního prostředí a zlepšování kvality života nejchudších obyvatel.
Přečtěte si také:
- Biopaliva a včely: manželství, které se nemusí dělat
- Biometanové auto, které bije benzín
- Zemědělství a bioenergie: výroba biopaliv není udržitelná a odvádí úrodnou půdu