Teraz je dobre známe, že fosílne palivá nemôžu predstavovať energetickú budúcnosť našej planéty. Ich vplyv na životné prostredie je ničivý, takže veda naďalej hľadá dostupné a účinnejšie alternatívy. Zaujímavou novinkou sú vedci z Harvardskej univerzity, ktorí vyvinuli bionický list , ktorý simuluje fotosyntézu chlorofylu a umožňuje premenu slnečnej energie na kvapalné palivo .
«Je to skutočný systém umelej fotosyntézy . Predtým sa na rozdelenie vody používala umelá fotosyntéza, ale ide o kompletný systém od A po Z: zašli sme ďaleko za účinnosť fotosyntézy v prírode, “vysvetľuje Daniel Nocera, profesor na Harvardskej univerzite a spoluautor výskumu. Výsledky štúdie s názvom „Systém štiepenia vody - biosyntéza s účinnosťou znižovania CO2 presahujúcou fotosyntézu“ boli publikované v Science.
Ako dobre viete, fotosyntéza je biochemický proces, ktorý sa uskutočňuje pomocou rastlín dodávaných s chlorofylom, ktorý vďaka pôsobeniu slnečného svetla umožňuje premenu vody a oxidu uhličitého na organické zlúčeniny , ktoré sú nevyhnutné pre život rastlín a živočíchov. Umelé listy vyvinuté vedcami replikujú tento proces, pretože využíva slnečnú energiu na rozklad molekúl vody a baktérií, ktoré sa živia vodíkom, aby vytvorili kvapalné biopalivo . Významný rozdiel spočíva vo výsledkoch, pretože toto zariadenie na premenu slnečnej energie na biomasu má účinnosť 10% ,vysoko nad 1%, ktoré je možné získať v prírode s najrýchlejšie rastúcimi rastlinami.
«Ak o tom premýšľame, fotosyntéza je úžasná: vyžaduje slnečné svetlo, vodu a vzduch a dáva život stromu. To robíme, aj keď efektívnejšie, pretože celú túto energiu premieňame na palivo », vysvetľuje Nocera.
Bionický list predstavuje vývoj dlhej výskumnej cesty . Prvé vyvinuté zariadenie, hoci bolo schopné využívať slnečnú energiu na výrobu alkoholu (izopropanol), v skutočnosti narazilo na množstvo limitov v katalyzátore použitom na spustenie reakcie. Aby sa získal vodík v prvej fáze procesu, vedci sa uchýlili k zliatine niklu, molybdénu a zinku , ktorá vykazovala nevýhodu v produkcii reaktívnych druhov kyslíka škodlivých pre baktérie, ktorým bola pridelená druhá fáza. Aby sa tomuto problému predišlo, bol výskumný tím nútený prevádzkovať systém pri príliš vysokom napätí, čo výrazne znižuje účinnosť zariadenia.
Nový systém bol schopný prekonať túto kritickosť vďaka použitiu katalyzátora zliatiny kobalt-fosfor , ktorý neprodukuje reaktívne kyslíkové formy, a preto umožňuje zníženie napätia, čím sa zvyšuje účinnosť na 10%. Tieto výhody nekončí, pretože tieto nové katalyzátory sú 100% biologicky kompatibilné a výrobu iných palív (dve alkoholov izobutanol a isopentanol), rovnako ako biologicky odbúrateľný plast , v dôsledku práce baktérií.
Zatiaľ čo vedci sú presvedčení, že účinnosť bionického listu sa môže ďalej zvýšiť, zdá sa, že zariadenie je pripravené na testovanie v komerčných aplikáciách bez toho, aby zabudlo na svoj význam v humanitárnej oblasti . Podľa spoločnosti Nocera je bionický list dôležitým objavom, ktorý ukazuje, ako možno dosiahnuť lepšie výsledky ako samotná fotosyntéza. Cieľom je teraz rozšíriť ho aj v rozvojových krajinách a zanechať zvyčajné schémy prenosu technológií.
Zo slnečného svetla vychádza alternatívne biopalivo k fosílnym palivám, ktoré sa nazýva ochrana životného prostredia a zlepšenie kvality života najpotrebnejších obyvateľov.
Prečítajte si tiež:
- Biopalivá a včely: manželstvo, ktoré sa nemusí robiť
- Biometánové auto, ktoré bije benzín
- Poľnohospodárstvo a bioenergia: výroba biopalív nie je udržateľná a odstraňuje úrodnú pôdu