Reactor cu fotosinteză pentru combustibil verde
Cercetătorii de la Universitatea din Cambridge au publicat recent detalii despre o dezvoltare revoluționară care descrie tehnologia inovatoare alimentată cu energie solară care este capabilă să sintetizeze combustibili lichizi multicarboni pentru mașini folosind doar dioxid de carbon (CO2), apă (H2O) și puterea de fotosinteză, informează AzoCleanTech.
Metodă inovatoare
Spre deosebire de alte alternative de combustibil, cum ar fi biocarburanții, această metodă inovatoare de producere a combustibilului lichid nu împiedică alte practici agricole, cum ar fi producția de alimente, și generează emisii nete zero.
”Biocombustibilii precum etanolul sunt o tehnologie controversată, nu în ultimul rând pentru că ocupă terenuri agricole care ar putea fi folosite și pentru a cultiva alimente”, admite Profesor Erwin Reisner, Universitatea Cambridge
Folosind frunze artificiale, echipa a reușit să producă etanol și n-propanol într-o singură etapă, eliminând pași suplimentari care duc la producerea de produse secundare precum gazul de sinteză.
Până la cea mai recentă descoperire, despre care detaliile au fost publicate în revista Nature Energy, frunzele artificiale au fost folosite în principal pentru a produce substanțe chimice simple care ar putea fi folosite ca componente pentru compuși mai complecși.
O soluție: Bioetanolul
Bioetanolul reprezintă o alternativă mult mai curată la combustibilii fosili, cum ar fi benzina, deoarece este derivat din plante și nu din surse de energie neregenerabile.
Potrivit Departamentului pentru Agricultură al SUA, Statele Unite sunt în prezent responsabile pentru producerea majorității bioetanolului utilizat în prezent, dar aceasta înseamnă că aproximativ 45% din totalul recoltelor de porumb din SUA sunt cesionate și utilizate pentru a produce bioetanol.
Aceasta înseamnă multe terenuri arabile valoroase. resursele sunt direcționate departe de alte nevoi agricole cruciale, cum ar fi producția de alimente, așa cum sa menționat anterior.
Cu toate acestea, prin strălucirea frunzelor artificiale și a tehnologiei solare, echipa Cambridge a reușit să aprindă luminile strălucitoare și să vină cu o dovadă de concept funcțională.
”Strălucirea luminii soarelui pe frunzele artificiale și obținerea de combustibil lichid din dioxid de carbon și apă este o chimie uimitoare”, susține Dr. Motiar Rahaman, autor principal
Pentru ca sistemul să funcționeze, echipa a creat un catalizator pe bază de cupru și paladiu, care a fost optimizat pentru a permite frunzelor artificiale să creeze substanțe chimice mai complexe decât compuși simpli, cum ar fi gazul de sinteză.
Aceste substanțe chimice complexe multicarbon, inclusiv etanolul și n-propanolul menționate mai sus, sunt combustibili de înaltă densitate energetică care pot fi transportați și depozitați cu relativă ușurință.
De la laborator la lumea reală
Studiile anterioare au arătat că producerea de bioetanol și n-propanol este posibilă folosind alte abordări neconvenționale, dar aproape toate aceste metode necesită o sursă de energie electrică. Astfel, această cercetare marchează prima dată când combustibili lichizi complecși au fost produși folosind energie solară și frunze artificiale într-o singură fază.
”În mod normal, când încercați să convertiți CO2 într-un alt produs chimic folosind un dispozitiv cu frunze artificiale, obțineți aproape întotdeauna monoxid de carbon sau gaz de sinteză, dar aici, am reușit să producem un combustibil lichid practic folosind doar puterea Soarelui. Este un progres interesant care deschide noi căi în munca noastră”, afirmă Dr. Motiar Rahaman, autor principal
În timp ce echipa a descoperit că eficiența actuală necesită mai multă muncă pentru a duce dovada conceptului la o scară mai mare, următorii pași sunt optimizarea procesului de conversie CO2/H2O și permiterea producției eficiente de combustibili lichizi complexi folosind doar energia soarelui.
”Chiar dacă mai este de făcut, am arătat ce sunt capabile să facă aceste frunze artificiale… Este important să arătăm că putem depăși cele mai simple molecule și putem face lucruri care sunt direct utile pe măsură ce trecem de la combustibilii fosili”, a declarat Profesor Erwin Reisner, Universitatea Cambridge
Într-o societate conștientă de climă, tranziția către surse de energie mai ecologice este o prioritate de vârf și o parte din aceasta se concentrează foarte mult pe schimbarea abordărilor noastre de a alimenta și alimenta lumea în care trăim.
Prin urmare, există un bun stimulent pentru a prelua munca de pionierat, așa cum este prezentată de echipa Cambridge, și a o muta din laborator în lumea reală, pentru a ajuta la luminarea noilor practici de producție de energie verde.
(Referințe și lecturi suplimentare
1. Conducerea la soare: combustibili lichizi curați, utilizabili, obținuți din energie solară (2023) Universitatea din Cambridge. Disponibil la: https://www.cam.ac.uk/research/news/driving-on-sunshine-clean-usable-liquid-fuels-made-from-solar-power. (Accesat: 22 mai 2023).
2. Rahaman, M. şi colab. (2023) „Producție de combustibil lichid multi-carbon alimentat de energie solară folosind un perovskit de sine stătător–Bivo4 Artificial Leaf”, Nature Energy. Disponibil la: https://www.nature.com/articles/s41560-023-01262-3#peer-review.)
