lovesouthernsocial.com

Nova metoda bi bila veoma važna za dobijanje energije

Možda ste čuli za proces kojim biljke i neki drugi organizmi pretvaraju sunčevu svetlost u hemijsku energiju. Zahvaljujući fotosintezi, procesu u kojem biljke ili alge oslobađaju kiseonik (O 2 ) i troše ugljen-dioksid (CO 2 ), život na Zemlji nastavlja da postoji. Ali šta ako bismo mogli veštački da reprodukujemo takav prirodni metod dobijanja energije?

Grupa istraživača sa Instituta za hemiju (IQ) Državnog univerziteta Kampinas (Unicamp) razvila je materijale na nanometrijskoj skali (milijardini deo metra) kako bi pokušala da veštački sprovede fotosintezu, sa glavnom svrhom proizvodnje energije.

„Na osnovu postojećeg znanja o sistemu prirodne fotosinteze koji sprovode biljke, pokušavamo da reprodukujemo suštinske tačke za fotosintetičku funkciju u veštačkim materijalima, za električnu energiju ili čak gorivo iz sunčeve energije“, rekao je Džekson Dirceu Megiato Đunior, profesor iz Unicampov IQ, agenciji FAPESP.

Ideja o veštačkoj fotosintezi počela je početkom 20. veka, ali se smatralo mogućom tek pre nekoliko godina, uz izvesna naučna dostignuća koja su omogućila, u laboratoriji, korišćenje sunčeve energije i vode za stvaranje gasova vodonika i kiseonika. , prema direktoru Megiatto .

Od inovacija, možda glavna su katalizatorski materijali koji ubrzavaju reakcije kada se aktiviraju sunčevom energijom, razbijajući molekule vode na vodonik i kiseonik.

Takođe su razvijeni silicijumski solarni paneli, otvarajući mogućnost povezivanja ovih fotoaktivnih materijala sa konvencionalnim gorivnim ćelijama – elektrohemijskim ćelijama koje pretvaraju hemikaliju u električnu energiju kombinovanjem gasova vodonika i kiseonika da bi ponovo formirali molekule vode. Prema Dirceu Megiattu, izazov je povezati materijale sa gorivom ćelijom. „Ako budemo u stanju da koristimo vodonik i kiseonik proizveden od novih materijala u gorivoj ćeliji, biće moguće ponovo proizvoditi vodu i električnu energiju i zatvoriti ciklus izvođenja veštačke fotosinteze“, rekao je on.

Međutim, postoje neki nedostaci korišćenja silicijumske ploče kao materijala za fotosintezu: visoki troškovi i teško rukovanje da bi se postigla željena čistoća.

Alternativa silicijumu

Tražen je alternativni prirodni materijal za proizvodnju veštačke fotosinteze, pošto silicijumski solarni paneli u to vreme nisu bili održivi. Unicampov IQ je tražio ovu alternativu u samoj prirodi. Nema boljeg katalizatora od hlorofila, pigmenta koji osim što mu daje zelenu boju, biljke prirodno koriste i za fotosintezu. „Ovi molekuli su izlaz iz prirode da bi mogli da apsorbuju sunčevu energiju. Njihov proces hemijske sinteze je, međutim, težak i skup“, prokomentarisao je Megiatto.

Stoga je stvoren veštački hlorofil, nazvan porfirin. Lakši je za upotrebu i ima hemijsku stabilnost koju prirodni hlorofil ne pruža.

„Ovi materijali, kada su povezani sa katalizatorima, pokazali su se veoma obećavajućim za transformaciju sunčeve energije u hemijsku energiju kroz oksidaciju molekula vode, ali se, trenutno, proučavaju samo u vodenom rastvoru, a ne u fotosintetičkom pravi uređaj“, rekao je Megiatto.

Sada je cilj da se od nastalih molekula formira fotoaktivni polimerni film, kako bi se razvio čvrst materijal, i deponovao na metalne i poluprovodničke ploče (elektrode), neophodne za funkcionisanje solarne ćelije.

„Znanja stečena u ovom projektu mogu se primeniti iu poljoprivrednim istraživanjima za povećanje prinosa biljaka koje se koriste za proizvodnju biogoriva“, zaključio je Megiatto.

Izvor: Agencija FAPESP