Wykorzystuje bowiem światło słoneczne, wodę oraz dwutlenek węgla, a produktem końcowym jego działania jest metanol. Ten ludzkość mogłaby wykorzystać na kilka sposobów, chociażby w przemyśle czy transporcie. Co szczególnie istotne, cały proces zachodzi bez potrzeby podłączania urządzenia do zewnętrznego źródła energii elektrycznej.
Czytaj też: Ty stoisz w kolejce do kaucjomatu, a Chińczycy robią z tego paliwo. Chcą zmienić losy lotnictwa
Jeśli śledzicie tę branżę, to pewnie kojarzycie podobne projekty. Autorzy najnowsze podkreślają, że ich jest pierwszym samowystarczalnym systemem tego typu zdolnym do bezpośredniej produkcji metanolu z wykorzystaniem wyłącznie energii słonecznej. Oznacza to, iż urządzenie nie działa jak klasyczny panel fotowoltaiczny, który najpierw produkuje prąd, a dopiero później może on zostać wykorzystany do innych procesów. W tym przypadku energia słoneczna od razu ulega konwersji na paliwo chemiczne, które można magazynować i transportować.
Inspiracją dla inżynierów była oczywiście fotosynteza, za sprawą której rośliny od setek milionów lat przekształcają energię słoneczną w związki chemiczne niezbędne do życia. Naukowcy od dawna próbują stworzyć technologiczny odpowiednik liścia, który potrafiłby wykonywać podobne zadanie, zarazem produkując substancje przydatne dla człowieka. Tak narodziła się koncepcja sztucznej fotosyntezy, uznawana za jeden z najbardziej obiecujących kierunków rozwoju czystej energetyki.
Nowe urządzenie wykorzystuje specjalnie opracowany układ katalizatorów oraz mikroskopijnych struktur krzemowych. Nanorurki węglowe pokryte cząsteczkami ftalocyjaniny kobaltu odpowiadają za prowadzenie skomplikowanej reakcji chemicznej, podczas której cząsteczki dwutlenku węgla i wody ulegają przekształceniu w metanol. Naukowcy porównują działanie tych nanorurek do autostrad transportujących elektrony do miejsc, w których zachodzą reakcje chemiczne.
Drugim kluczowym elementem są mikrofilarowe struktury krzemowe pokryte materiałem węglowym opartym na fulerenach. Ich zadaniem jest skuteczniejsze pochłanianie energii słonecznej oraz usprawnienie przepływu ładunków elektrycznych. Dzięki temu możliwe jest znaczne zwiększenie wydajności całego procesu.
Czytaj też: Orlen wypatrzył paliwo w niepozornej roślinie. Polska wieś w grze o przyszłość transportu?
Według autorów projektu nowy sztuczny liść osiągnął rekordową skuteczność produkcji metanolu. Uniwersytet Yale informuje, że system jest około 32 razy bardziej efektywny od wcześniejszych technologii sztucznej fotosyntezy nastawionych na wytwarzanie paliw alkoholowych. To jeden z najlepszych wyników uzyskanych dotychczas dla urządzeń wykorzystujących krzem do konwersji energii słonecznej w paliwa chemiczne. Biorąc pod uwagę problem dwutlenku węgla w atmosferze, technologie bazujące na opisywanym rozwiązaniu mogłyby jednocześnie usuwać część CO2 i zamieniać go w użyteczny produkt. Brzmi dobrze, nieprawdaż?
Źródło: Uniwersytet Yale
