Вече е известно, че изкопаемите горива не могат да представляват енергийното бъдеще на нашата планета. Въздействието им върху околната среда е пагубно, така че науката продължава да търси достъпни и по-ефективни алтернативи. Интересна новост идва от изследователи от Харвардския университет, които са разработили бионично листо , което симулира хлорофилна фотосинтеза и позволява слънчевата енергия да се преобразува в течно гориво .
«Това е истинска система за изкуствена фотосинтеза . Преди това изкуствената фотосинтеза беше използвана за разделяне на водата, но това е цялостна система от А до Я: ние надхвърлихме много ефективността на фотосинтезата в природата “, обяснява Даниел Ночера, професор от Харвардския университет и съавтор на изследването. Резултатите от изследването, озаглавено „Биосинтетична система за цепене на вода с ефективност на намаляване на CO2 над фотосинтеза“ , бяха публикувани в Science.
Както добре знаете, фотосинтезата е биохимичен процес, осъществяван от растения, снабдени с хлорофил, който благодарение на действието на слънчевата светлина позволява водата и въглеродния диоксид да се трансформират в органични съединения , необходими за живота на растенията и животните. Изкуственото листо, разработено от изследователите, възпроизвежда този процес, тъй като използва слънчевата енергия за разграждането на водни молекули и бактерии, които се хранят с водород за производството на течно биогориво . Значителната разлика се крие в резултатите, като се има предвид, че това устройство за преобразуване на слънчевата енергия в биомаса има ефективност от 10% , т.е.доста над 1%, които могат да се получат в природата с най-бързо растящите растения.
«Ако се замислим, фотосинтезата е невероятна: отнема слънчева светлина, вода и въздух и дава живот на дърво. Това правим, макар и по по-ефективен начин, защото трансформираме цялата тази енергия в гориво », обяснява Nocera.
Бионовият лист представлява еволюцията на дълъг изследователски път . Първото устройство, разработено, макар и способно да използва слънчева енергия за производство на алкохол (изопропанол), в действителност се е натъкнало на много ограничения в катализатора, използван за предизвикване на реакцията. За да получат водород в първата фаза на процеса, изследователите прибягват до сплав от никел, молибден и цинк , които показват недостатъка на производството на реактивни видове кислород , вредни за бактериите, на които е назначена втората фаза. За да избегне този проблем, изследователският екип беше принуден да управлява системата при твърде високи напрежения, значително намалявайки ефективността на устройството.
Новата система успя да преодолее тази критичност благодарение на използването на катализатор на кобалт-фосфорна сплав , който не произвежда реактивни видове кислород и следователно позволява да се понижи напрежението, увеличавайки ефективността до 10%. На предимства не завършват там, защото тези нови катализатори са 100% биологично съвместими и произвеждат други горива (двете алкохоли изобутанол и изопентол), както и биоразградими пластмасови , резултат от работата на бактерии.
Въпреки че изследователите са уверени, че ефективността на бионичния лист може да бъде допълнително увеличена, устройството изглежда е готово да бъде тествано в търговски приложения , без да се забравя неговото значение в хуманитарната област . Според Ноцера, бионичният лист е важно откритие, което демонстрира как могат да се получат по-добри резултати от самата фотосинтеза. Целта е сега да се разпространи и в развиващите се страни , оставяйки обичайните схеми за трансфер на технологии.
От слънчевата светлина идва алтернативно биогориво на изкопаеми горива, призвано да опазва околната среда и да подобрява качеството на живот на най-нуждаещото се население.
Прочетете също:
- Биогорива и пчели: брак, който не трябва да се прави
- Колата с биометан, която бие бензиновата
- Земеделие и биоенергия: производството на биогорива не е устойчиво и отнема плодородна земя