Nauka czerpie inspirację z natury
Rośliny od zawsze doskonale radziły sobie z przetwarzaniem energii słonecznej na użyteczne związki chemiczne. Ludzkie próby odtworzenia tej wydajności często kończyły się w laboratoriach. Chińscy naukowcy postanowili podejść do problemu od innej strony, tworząc materiał, który działa jak molekularny akumulator. Jego sercem jest trójtlenek wolframu zmodyfikowany srebrem. Pod wpływem światła gromadzi on elektrony, by następnie uwolnić je w kontrolowany sposób, napędzając reakcję chemiczną. To właśnie ten mechanizm eliminuje potrzebę stosowania dodatkowych, często problematycznych związków chemicznych, które były dotąd niezbędne. Strategia jest imponująca w swojej prostocie, bo zamiast wymyślać coś zupełnie nowego, udoskonalono to, co natura opracowała w drodze ewolucji.
Czytaj też: Pole elektryczne przepisuje chemię wody. Eksperci mówią o konsekwencjach dla sektora energetycznego
Sam proces jest dwuetapowy. Najpierw dwutlenek węgla jest przekształcany w tlenek węgla. Ten półprodukt można następnie przetworzyć dalej, uzyskując płynne węglowodory, czyli podstawowy składnik tradycyjnej benzyny. Elastyczność materiału polega na tym, że może współpracować z różnymi katalizatorami, co teoretycznie otwiera drogę do produkcji różnych rodzajów paliw. Badania, których wyniki ukazały się w czasopiśmie Nature Communications potwierdziły, iż system działa w naturalnym świetle słonecznym. Naukowcy określają swoją metodę jako uniwersalną ścieżkę do tworzenia tzw. paliw słonecznych, czyli syntetycznych odpowiedników ropopochodnych.
Rozwiązanie dla trudnych do zelektryfikowania sektorów
Gdzie ta technologia mogłaby znaleźć rzeczywiste zastosowanie? Przede wszystkim tam, gdzie baterie elektryczne zawodzą z powodu zbyt małej gęstości energii. Mowa o lotnictwie i transporcie morskim, które mają ograniczone możliwości przejścia na napędy elektryczne i odpowiadają za znaczną część globalnych emisji. Dużą przewagą syntetycznych paliw jest ich kompatybilność z istniejącą infrastrukturą. Nie trzeba budować nowych sieci dystrybucji ani modyfikować silników, wszak to paliwo można by wykorzystywać w dzisiejszych samolotach czy statkach. To istotna zaleta w porównaniu z innymi rozwiązaniami, które wymagają gigantycznych inwestycji i przebudowy całych systemów.
Czytaj też: Nanogenerator inspirowany turbiną Tesli czyni prawdziwe cuda. Odzyskują energię, która zostałaby zmarnowana
Metoda, o której mówimy, tworzy pomost między energią odnawialną a sektorami przemysłu o wielkim apetycie na moc. Jednocześnie zmienia status dwutlenku węgla z odpadu w surowiec, co samo w sobie jest interesującym zwrotem akcji. Niestety, autorzy odkrycia nie podali kluczowych danych dotyczących wydajności procesu w skali ani jego ekonomicznej opłacalności. Bez tych informacji trudno ocenić realny potencjał komercyjny. Warto też zachować świadomość, że paliwa słoneczne, choć produkowane w obiegu zamkniętym, nadal emitują CO2 przy spalaniu. Nie jest to więc technologia zeroemisyjna, lecz element strategii ograniczania śladu węglowego w miejscach, gdzie inne opcje są obecnie niepraktyczne.