Ta wykorzystuje światło słoneczne to wytwarzania z materii nieorganicznej związków organicznych. Powszechnie kojarzona z roślinami, fotosynteza może być naśladowana w warunkach laboratoryjnych i z wykorzystaniem sztucznych liści. Jeden z takowych został zaprojektowany przez naukowców z Uniwersytetu w Cambridge.
Dzięki niemu stało się możliwe przekształcanie dwutlenku węgla w paliwa takie jak propanol i etanol. Mając na uwadze fakt, iż CO2 jest wysoce szkodliwy dla klimatu, ponieważ napędza wzrost średnich temperatur, to jest to świetne rozwiązanie. Tym bardziej, iż propanol i etanol mogą stanowić alternatywne źródła energii dla obecnie stosowanych paliw.
O całym przedsięwzięciu jego pomysłodawcy piszą na łamach Nature Energy, wyjaśniając, że ich dokonania stanowią kluczowy postęp w używaniu światła słonecznego do bezpośredniej produkcji czystych paliw z dwutlenku węgla. A wszystko to w stosunkowo nieskomplikowany sposób, wykorzystujący ogniwo z półprzewodnikowymi fotoelektrodami.
To właśnie one pochłaniają światło słoneczne, by później generować energię elektryczną zasilającą reakcję chemiczną napędzaną katalizatorem. Przed czterema laty powstał pierwszy taki system z udziałem sztucznych liśćmi, natomiast w roku ubiegłym zaprezentowano wariant pływający. W obu przypadkach możemy znaleźć katodę wykonaną z perowskitu fotowoltaicznego i katalizatora kobaltowego, a także anodę składającą się z fotokatalizatora wanadanu bizmutu. Ten ostatni pochłania światło słoneczne, gdy sztuczny liść znajduje się w wodzie. Rozpoczyna się wtedy proces rozszczepiania wody na anodzie.
Dwutlenek węgla wykorzystywany w procesie sztucznej fotosyntezy może pozwalać na produkcję paliw takich jak propanol i etanol
Nieco inaczej prezentują się natomiast procesy zachodzące na katodzie. Tam perowskit generuje energię elektryczną, dzięki której katalizator kobaltowy usuwa dwutlenek węgla, produkując jednocześnie coś znacznie bardziej przydatnego. O ile pierwotnie był to gaz syntezowy, tak obecnie produktem są alkohole wielowęglowe. Niestety, w obecnej formie powstałego paliwa jest stosunkowo niewiele, między innymi z powodu mikroskopijnych rozmiarów sztucznych liści.
Czytaj też: Bloki, które pochłaniają dwutlenek węgla. Ich wydajność imponuje
O jakich dokładnie osiągach mówimy? Dość powiedzieć, że chodzi o pozyskiwanie mikrolitrów alkoholu na centymetr kwadratowy, przy czym 1000 mikrolitrów jest równe… 1 mililitrowi. Jak na razie nie jest to więc rozwiązanie, które mogłoby gwałtownie zrewolucjonizować rynek produkcji zielonych paliw, lecz sama koncepcja powinna być przydatna. Potrzeba jednak znacznego zwiększenia skali, w jakiej ona działa. Im więcej dostępnych opcji w zakresie redukcji stężeń dwutlenku węgla w atmosferze, tym lepiej. Szczególnie, że obecne rokowania dotyczące postępowania zmian klimatycznych nie pozwalają na bycie optymistami.
