Umelý list dokáže premeniť slnečné svetlo, CO2 a vodu na syntézny plyn

Umelý list, ktorý produkuje synplyn

Aj keď si to väčšina z nás zrejme neuvedomuje, obyčajný list je vlastne dokonalý mechanizmus, ktorý premieňa slnečné svetlo a oxid uhličitý na energiu pre rastlinu či strom. Vedci z Univerzity v Cambridge teraz vyvinuli umelý list, ktorý dokáže produkovať syntézny plyn, tzv. synplyn bez uvoľňovania oxidu uhličitého. Takýto plyn sa vyrába z  vodíka a oxidu uhoľnatého, prípadne s trochou oxidu uhličitého. Technicky sa môže spaľovať na produkciu elektrickej energie, plynové osvetlenie, či kúrenie. Častejšie sa však objavuje ako medziprodukt pri výrobe produktov, vrátane plastov, hnojív a palív, ako je nafta. Pri výrobe synplynu sa však do atmosféry uvoľňuje oxid uhličitý.

Udržateľná výroba synplynu

„Ľudia zrejme o synplyne nepočúvajú každý deň, ale denne používajú výrobky, ktoré boli vyrobené s jeho pomocou“, uviedol Erwin Reisner, jeden z autorov štúdie. „Ak by sa nám podarilo vyrábať ho udržateľným spôsobom, mohlo by ísť o významný krok k uzavretiu globálneho karbónového cyklu a vytvoreniu udržateľného chemického a palivového priemyslu.“ Na dosiahnutie tohto cieľa tím vyvinul nový prototyp, umelý list, ktorý dokáže produkovať synplyn pomocou fotosyntézy. Nové zariadenie obsahuje dva pohlcovače svetla vyrobené z perovskitu a kobaltový katalyzátor. Keď sa umiestnia do vody, jedna strana vytvára kyslík, zatiaľ čo druhá redukuje oxid uhličitý a vodu na oxid uhoľnatý a vodík. Tieto posledné dva plyny sa potom môžu zlúčiť do syngasu.

Umelý list má zatiaľ nízku efektivitu

Tím vedcov z Univerzity v Cambridge vo svojej štúdii preukázal, že technológia funguje aj pri relatívne nízkom svetle, teda aj pri zamračených či daždivých dňoch. Perovskit bol ako materiál vybraný najmä kvôli tomu, že dobre absorbuje svetlo a vytvára napätie. Aj preto sa v poslednej dobe čoraz viac používa pri výrobe solárnych panelov. Kobaltový katalyzátor má na druhej strane nižšiu cenu a pri výrobe oxidu uhoľnatého je efektívnejší, než iné materiály. Problémom nateraz ostáva konverzná efektivita. Nový dizajn momentálne produkuje vodík s efektivitou iba 0,06% a oxid uhoľnatý pri 0,02%. Reisner dodal, že „v budúcnosti by sme namiesto toho, aby sme najprv vyrábali synplyn a premieňali ho na tekuté palivo radšej vyrábali tekuté palivo z oxidu uhličitého a vody v jednom kroku. Stále totiž existuje vysoký dopyt po tekutých palivách a to najmä na pohon udržateľnej prepravy a letectva“.

Zdroj:

https://www.cam.ac.uk/

https://www.cambridge-news.co.uk/