برگهای مصنوعی صنعت سوختهای تجدیدپذیر را متحول میکنند
برگهای مصنوعی با قابلیت جدید
مجله علمی ایلیاد - گازی که به صورت مرسوم از سوختهای فسیلی تولید میشود را میتوان توسط برگهای مصنوعی که از نور خورشید استفاده میکنند، تولید کرد. این گازها همان دیاکسیدکربن و آب شامل گازهای سنتز هستند. از این گازها در نهایت میتوان برای ساخت سوختهای مایع پایدار استفاده کرد.
پس از اینکه محققین دانشگاه کمبریج نشان دادند که دستگاه کربن-خنثی میتواند مستقیماً و طی راهی ساده گازهای سنتز را تولید کند، این دستگاه تبدیل به موضوع جدیدی در زمینهی سلولهای خورشیدی شد. این دستگاه بر سوختهای فسیلی تکیه ندارد، بلکه اساس کار آن نور خورشید است. البته این دستگاه در هوای ابری و بارانی نیز کارایی خود را حفظ میکند. برخلاف فرآیندهای صنعتی که در حال حاضر برای تولید گاز سنتز استفاده میشوند، برگهای مصنوعی تولید دیاکسیدکربن اضافی به اتمسفر نمیکنند. نتایج این کشف در مجلهی Nature Materials گزارش شده است.
گاز سنتز در حال حاضر از ترکیب هیدروژن و مونواکسید کربن تولید میشود. این گاز در محصولاتی مانند سوختهای هیدروکربنی، صنایع داروسازی، پلاستیکها و کودهای شیمیایی کاربرد دارد.
«اروین ریزنر» و همکارانش از بخش شیمی دانشگاه کمبریج این برگهای مصنوعی را ساختهاند. این دستگاه از فرآیند فوتوسنتز الهام گرفته شده است. در این دستگاه دو جاذب نور در ترکیب با یک کاتالیزور کبالتی استفاده شده است. وقتی این دستگاه در آب غوطهور میشود، یکی از جاذبهای نور از کاتالیزور استفاده کرده و اکسیژن تولید میکند. جاذب دیگر طی واکنشهای شیمیایی خاصی، دیاکسیدکربن و آب را به مونواکسیدکربن و هیدروژن تبدیل میکند و ترکیب گاز سنتز را تولید میکند.
«ویرجیل آندری» بهعنوان نویسندهی اول مقاله، میگوید: «این دستگاه در آب و هوای بارانی نیز کار میکند و لازم نیست آنرا فقط در کشورهای گرم مورد استفاده قرار داد.» طی این پروژه برگهای مصنوعی دیگری نیز ساخته شدهاند که فقط هیدروژن تولید میکنند. آنها با ترکیب مواد خاص و کاتالیزورهایی که استفاده کردهاند، توانستهاند در یکی از این برگها به گاز سنتز برسند. این تیم تحقیقاتی اکنون به دنبال پیدا کردن راهی برای استفاده از این تکنولوژی برای تولید سوختهای مایع پایدار جایگزین بنزین هستند.
محققین میگویند که سوختهای مایع برای ترابری سنگین ضروری هستند و نمیتوان برای همهی وسایل نقلیه از خودروهای برقی استفاده کرد.