Oamenii de știință au descoperit acum o modalitate de a imita fotosinteza pentru a converti energia luminii în combustibil chimic.

Context

Natura este o combinație fascinantă de procese care lucrează în armonie perfectă pentru a susține viața pe Pământ. Unul dintre aceste procese cheie este fotosinteza, care constituie mecanismul fundamental de susținere a vieții pentru aproape toate formele de viață de pe planetă. Uimitor, acum oamenii de știință pot imita fotosinteza pentru a crea hidrogen ca sursă de combustibil, ceea ce ar putea schimba regulile jocului în ceea ce privește asigurarea cererii noastre în continuă creștere pentru energie regenerabilă.

Fotosinteza este procesul prin care plantele utilizează lumina soarelui, apa și dioxidul de carbon pentru a crea oxigen și energie sub formă de zahăr – da 🙂 zahăr. În timpul acestui proces, apa este oxidată, pierzând electroni, în timp ce dioxidul de carbon este redus, câștigând electroni. Acest proces transformă apa în oxigen și dioxidul de carbon în glucoză. Oxigenul este eliberat înapoi în atmosferă, fără de care viața așa cum o cunoaștem nu ar putea exista.

Rezultate obținute

Într-un efort comun al cercetătorilor de la Universitatea Florida State (FSU) și Universitatea din Carolina de Sud, aceștia au combinat două molecule, un catalizator fotoredox (adică un catalizator care mișcă electronii cu ajutorul luminii) și naftol, un compus organic fluorescent.

Ulterior, moleculele au fost expuse la lumină, permițându-le să absoarbă câte un foton și să genereze hidrogen ca sursă de combustibil, „imitând un proces denumit Schema Z în fotosinteza naturală”.

Unul dintre obiectivele fundamentale ale cercetărilor privind energia alternativă este de a folosi lumina solară pentru a crea legături chimice care ulterior pot fi utilizate ca combustibil. Dar crearea de legături cu energie ridicată este o muncă dificilă și este greu de realizat cu un singur pachet de energie luminoasă sau un foton.

Profesorul asociat de chimie Ken Hanson de la FSU

Sistemul își obține unicitatea datorită moleculei pe care o folosim pentru reacția de formare a legăturii. În mod remarcabil, în ciuda faptului că este o moleculă simplă și abundentă, naftolul absoarbe lumina, acceptă electronii și acționează ca și catalizator pentru producerea de hidrogen.

Profesorul asociat de chimie Aaron Vannucci din Carolina de Sud

Ce înseamnă asta?

Energia alternativă este un domeniu în plină dezvoltare și în care sunt plasate toate mizele pentru conservarea climei. Mai multe industrii experimentează cu utilizarea surselor de energie alternative pentru a satisface cerințele de energie și a oferi soluții durabile. Aceste industrii includ sectorul auto, în care mașinile electrice promit un viitor în care transportul are emisii nete zero. Toyota a anunțat recent succesul său cu primul motor de ardere a hidrogenului, iar alții sunt pe cale să vină cu propriile soluții inovatoare.

Această descoperire ar putea oferi cercetătorilor perspective suplimentare în privința exploatării abundentei energiei solare și ar putea duce la succese ulterioare pe viitor.

Care este următorul pas?

Deși cercetătorii recunosc că eficiența sistemului este doar de 5%, este cu siguranță un început promițător, iar atingerea economiei de scară necesită întotdeauna timp. De exemplu, motorul cu ardere internă, în ciuda tuturor inovațiilor, poate atinge o eficiență termică de maxim 40% în cel mai bun caz. Îmbunătățirea este întotdeauna un efort în curs și tehnologiile sunt rar super eficiente din prima încercare.

Oamenii de știință speră ca aceste perspective să îi ajute să îmbunătățească eficiența conversiei energiei și să extindă utilitatea procesului și la alte reacții.

SURSE:

https://scienceandstuff.com/scientists-can-mimic-photosynthesis-to-create-hydrogen-fuel

Te-a ajutata acest articol? Susține proiectul și ajută-mă să aduc mai mult conținut pe blog!