międzynarodowy zespół naukowców dokonał wielkiego przełomu dla przyszłości zrównoważonego paliwa. Osiągnęli ten kamień milowy kopiując metody jednych z najczystszych producentów energii na planecie-roślin. Naukowcy z Uniwersytetu w Cambridge i Uniwersytetu Ruhry w Bochum odkryli nową technikę, która naśladuje naturalny proces fotosyntezy w roślinach, która może być wykorzystana do produkcji paliwa wodorowego, niezwykle czystego (zerowa emisja dwutlenku węgla) i zasadniczo nieograniczonego źródła energii.
w artykule opublikowanym w czasopiśmie naukowym Nature Energy zespół naukowców wyjaśnił swoją proof-of-principle metodę dzielenia cząsteczek wody na pojedyncze atomy wodoru i tlenu, z których składają się za pomocą światła słonecznego. Technika odzwierciedla fotosyntezę, naturalny proces, w którym rośliny dzielą cząsteczki wody, gdy przekształcają światło słoneczne w energię, aby się wyżywić. To osiągnięcie ma daleko idące implikacje-Erwin Reisner, główny autor badania, powiedział Newsweek, że ” konwersja energii słonecznej do produkcji paliw odnawialnych i chemikaliów-tj. syntezy paliw słonecznych-jest ważną strategią zasilania naszego społeczeństwa w erze postkopalnej.”
Sztuczna fotosynteza nie jest rewolucyjna sama w sobie—techniki do osiągnięcia tego efektu istnieją od dziesięcioleci. To, co sprawia, że to ostatnie odkrycie jest tak ważne, to jego częściowo sztuczne, częściowo naturalne podejście. Po raz pierwszy sztuczna metoda fotosyntezy została zaprojektowana specjalnie do produkcji energii odnawialnej.
całkowicie sztuczna fotosynteza jest złożonym procesem, który wymaga użycia problematycznych materiałów katalizujących, które są trudne do pracy i stwarzają poważne wyzwania. Wiele z tych katalizatorów jest zbyt kosztownych, toksycznych lub po prostu nieefektywnych, więc chociaż mogą działać w warunkach laboratoryjnych, są nierealistyczne dla szerokiego zastosowania lub zastosowań komercyjnych. Dla porównania, naturalnie występujące enzymy są obfite i wydajne, co czyni je idealnym rozwiązaniem dla zrównoważonej syntezy paliw słonecznych.
zespół University of Cambridge i Ruhr University Bochum używa głównie hydrogenazy, enzymu, który pozostawał uśpiony w glonach przez miliony lat. Hydrogenaza połączona z syntetycznymi pigmentami, aby sprowokować światło słoneczne do samodzielnego podziału wody na wodór i tlen. Jak wyjaśnił Reisner, zespół ten stara się ” ustanowić nową linię badań poprzez połączenie najlepszych światów naturalnych i sztucznych oraz pobrać wysoce wydajne i obfite katalizatory biologiczne, takie jak enzymy, i połączyć je z materiałami syntetycznymi w urządzeniach słonecznych w celu wydajnej syntezy paliw słonecznych.”
naturalna fotosynteza, choć niezwykle skuteczna, pozostawia miejsce na wiele ulepszeń. Rośliny produkują tylko minimalną ilość energii elektrycznej niezbędną do przetrwania, wybierając ścieżkę najmniejszego oporu. W rzeczywistości produkują tylko około 1 lub 2 procent energii, którą potencjalnie mogą przetwarzać i magazynować. Mając to na uwadze, zespół Cambridge-Ruht przyjrzał się wyższym procesom wydajności energetycznej, które rośliny stopniowo wycofywały w ciągu miliardów lat ewolucji. To właśnie skłoniło naukowców do poszukiwania długo uśpionego enzymu hydrogenazy. Ich pół-sztuczny prototyp, pierwszy i na pewno nie ostatni w swoim rodzaju, jest już w stanie wykorzystać znacznie więcej widma słonecznego.
te przełomowe badania to dopiero początek znacznie dłuższego procesu komercjalizacji. Nowy proces to tylko prototyp, który otwiera drzwi do nowej ery badań nad paliwem wodorowym i fotosyntezą, które doprowadzą do jeszcze większych przełomów w dziedzinie czystego, zrównoważonego paliwa.
ta linia badań jest tylko jedną z wielu ścieżek badanych przez wielu naukowców na całym świecie, którzy poświęcają się znalezieniu rozwiązań dla zbliżającego się końca paliw kopalnych i pilnej potrzeby czystszych energii. Zaledwie miesiąc temu zespół chińskich naukowców dokonał podobnie ekscytującego postępu w produkcji energii słonecznej, odkrywając sposób na zwiększenie skali syntezy ciekłego paliwa słonecznego. Jednocześnie Attis Industries współpracuje z Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology w celu opracowania wydajnej konwersji dwutlenku węgla i wody w paliwa węglowodorowe zaprojektowane tak, aby były zgodne z obecną infrastrukturą, a Uniwersytet Amsterdamski odkrył, że paliwa słoneczne mogą stać się konkurencyjne z tradycyjnymi paliwami kopalnymi do 2030 roku.
Haley Zaremba dla Oilprice.com
więcej najlepszych czytań z Oilprice.com:
- Azja szykuje się na znacznie ostrzejsze rynki ropy
- irański eksport ropy spada pomimo „kreatywnych rozwiązań”
- ropa spada na mieszane dane inwentaryzacyjne