S napětím sledujeme nejnovější trendy a proud informací posíláme k vám…

Umělá fotosyntéza produkuje elektřinu a navíc čistí vzduch

Datum: 28.12.2017

umela_fotosynteza

Profesor chemie Fernando Uribe-Romo a jeho tým studentů právě našel způsob, jak spustit proces fotosyntézy v syntetickém materiálu a přeměňovat skleníkové plyny na čistý vzduch a současně k tomu vyrábět energii. Tento proces má velký potenciál pro vytvoření technologie, jež by mohla významně snížit skleníkové plyny, které jsou spojeny se změnou klimatu a současně vytvořit čistý způsob výroby energie.

Uribe-Romo a jeho tým studentů vytvořil způsob, jak spustit chemickou reakci v syntetickém materiálu nazvaném kov-organické rámce (MOF), který rozkládá oxid uhličitý na neškodné organické materiály. Je to jako proces umělé fotosyntézy, kdy rostliny přeměňují oxid uhličitý (CO2) a sluneční světlo do biomasy. Ale místo toho, aby se produkovala biomasa, vyrábí Uribe-Romova metoda solární palivo.

Je to metoda, co se vědci na celém světě snaží najít už dlouhá léta. Ultrafialové paprsky mají dostatečnou energii, aby umožnily reakci v obyčejných materiálech jako je oxid titaničitý, ale UV záření tvoří pouze asi 4 procenta světla, kterou Země získává od Slunce. Viditelný rozsah – fialová až červená vlnová délka – představuje většinu slunečních paprsků, ale existuje jen málo materiálů, které z tohoto světla vytvoří chemickou reakci, která přeměňuje CO2 na palivo. Výzkumníci vyzkoušeli různé materiály, bohužel ty, které mohou absorbovat viditelné světlo jako je platina, rhenium a iridium, jsou velmi vzácné a drahé materiály, což činí tento proces velice finančně nákladný.

Uribe-Romo-1„Tato práce je průlomová,“ říká profesor z University of Central Florida, Fernando Uribe-Romo. „Vytvořit materiály, které absorbují určitou barvu světla, je z vědeckého hlediska velmi obtížné, ale z hlediska společenského přispíváme k rozvoji technologie, která může přispět ke snížení emisí skleníkových plynů.“

Profesor Uribe-Romo ale použil titan, běžný netoxický kov a přidal organické molekuly, které působí jako světelné antény, aby zjistil, zda by tato konfigurace mohla fungovat. Molekuly přijímající světlo nazývané N-alkyl-2-aminotereftaláty mohou být navrženy tak, aby absorbovaly specifické barvy světla, pokud jsou součástí MOF. V tomto případě je Uribe-Romo synchronizoval, protože vhodná barva byla modrá.

Jeho tým sestavil modrý LED fotoreaktor, aby si otestoval hypotézu. Naměřené množství oxidu uhličitého bylo pomalu přiváděno do fotoreaktoru – zářícího modrého válce, který vypadá jako solární kabina určená pro opalování – aby se zjistilo, zda reakce nastanou. Ty skutečně nastaly a chemická reakce přeměnila CO2 na dvě redukované formy uhlíku, a jako vedlejší efekt tohoto procesu bylo čištění vzduchu. Profesor také ověřuje, zda ostatní vlnové délky viditelného světla mohou vyvolat reakci s úpravou syntetického materiálu. Bude-li to fungovat, může daný proces významným způsobem přispět ke snížení skleníkových plynů.

Myšlenka profesora Uribe-Roma je vytvořit stanice, které by zachytily velké množství CO2, jaké se vyskytuje např. u tepelných elektráren. Plyn by se nasával do stanice, prošel procesem a recykloval skleníkové plyny a zároveň produkoval energii, která by se vrátila zpět do elektrárny pro další využití. Závěry výzkumu profesora Fernanda Uribe-Roma jsou publikovány v Journal of Materials Chemistry.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *