Fotosinteza artificială ar putea fi cheia producerii de combustibili eco în viitor. Energia plantelor, model pentru cercetători
Adaugă-ne ca sursă preferată în Google
Urmărește Libertatea in Google Discover
Soarele produce mai multă energie decât are nevoie umanitatea, dar nu suntem în stare să captăm o cantitate îndeajuns de mare, spune Erwin Reisner, profesor de energie și sustenabilitate la Universitatea Cambridge din Marea Britanie. Acesta conduce o echipă de cercetători care încearcă să capteze cât mai mult din acea energie gratuită, scrie BBC.
Cuprins:
Deși panourile solare au suferit îmbunătățiri mari în ultimii ani, devenind mai ieftine și mai eficiente, acestea produc doar energie electrică, nu și combustibili lichizi, care să fie stocați. Iar aceștia sunt în continuare la mare căutare în transporturi.
“Dacă te uiți la portofoliul global de energie și la ceea ce este nevoie, electricitatea acoperă doar 20-25%. Așa că întrebarea este după ce acoperim cei 25%, ce facem?”, se întreabă profesorul Reisner.
Inspirație din natură
Răspunsul său este să căutăm soluțiile în natură. “Plantele sunt o sursă uriașă de inspirație, deoarece acestea au învățat timp de milioane de ani cum să preia energia solară și să o stocheze în purtători de energie”, spune el.
“Eu chiar sper că fotosinteza artificială va fi parte a portofoliului energetic în următoarele două decenii”, punctează acesta.
Când plantele fac fotosinteză, acestea folosesc apă și dioxid de carbon și, folosind lumina soarelui, convertesc aceste materiale brute în carbohidrații de care au nevoie.
Oamenii de știință vor să reproducă acest circuit, dar nu pentru a produce carbohidrați, deoarece aceștia nu sunt un combustibil bun.
Eficiența, principala problemă a fotosintezei artificiale
O problemă este faptul că plantele nu sunt, de fapt, bune la fotosinteză. Acestea convertesc doar 1-2% din energia solară în combustibil.
Departamentul american al Energiei a conchis că, pentru a deveni viabilă economic, fotosinteza trebuie să aibă o eficacitate între 5 și 10%.
Profesorul Reisner și echipa sa au lucrat la un număr de abordări, inclusiv la realizarea unui sistem care să copieze fotosinteza, folosind enzime pentru a crea hidrogen din apă, astfel încât acesta să fie folosit drept carburant.
Totuși, eficiența încă este mică, iar hidrogenul este dificil de stocat, fiind mereu un pericol de explozie.
Dispozitivul care produce acid formic
Cea mai promițătoare pe termen lung este dezvoltarea unui mic dispozitiv care convertește lumina solară, dioxidul de carbon și apa în oxigen și acid formic, un combustibil lichid care are o densitate energetică mare.
Dispozitivul conține un panou care stă într-o baie de apă și dioxid de carbon. Sub lumina solară, panoul emite electroni, iar aceștia se combină cu dioxidul de carbon și protonii din apă pentru a forma acidul formic.
Aceste panouri sunt ca foile de hârtie, spune Reisner. Iar cel mai mare progres în privința acestui dispozitiv este că funcționează de unul singur. Nu necesită sursă externă de electricitate, nici catalizatori suplimentari.
Cercetări de 100 de milioane de dolari în SUA
În ciuda provocărilor, fotosinteza artificială este un domeniu care atrage finanțare mare. În SUA, Departamentul Energiei a anunțat un plan de 100 de milioane de dolari pe cinci ani.
Banii merg în două proiecte separate: Centrul pentru Abordări Hibride în transformarea Energiei Solare în Combustibili Lichizi (Chase) și Alianța pentru Lumină Solară Lichidă (Lisa).
Proiectul Chase este condus de către Universitatea Carolina de Nord din Chapel Hill, iar acolo se caută aplicații practice similare cu dispozitivul dezvoltat la Cambridge.
Unul dintre focusurile proiectului este conceptul de catalizatori în cascadă, pentru că transformarea dioxidului de carbon în combustibili implică mai multe transformări chimice și mai mulți catalizatori. Numai că reacțiile au loc pe rând.
Proiectul Lisa are o abordare mai mult teoretică, fiind concentrat pe îmbogățirea fiecărui pas al fotosintezei artificiale. Posibilii catalizatori sunt întâi modelați pe calculator înainte să fie încercați în laborator.
Care sunt principalele impedimente
Partea proastă este că nu vom vedea prea curând câmpuri întregi unde să se facă fotosinteză artificială.
Prima problemă o constituie îmbinarea tuturor tehnologiilor într-una singură, de la colectarea luminii solare la catalizatori și până la producerea combustibilului dorit.
De asemenea, trebuie să ne asigurăm că reacțiile produc carburanți ce pot fi folosiți din punct de vedere economic. Iar aici o problemă este faptul că mulți dintre catalizatorii folosiți sunt prea scumpi sau prea ineficienți pentru a fi folosiți pe scară largă.
În fine, ultima problemă este faptul că radiația solară poate cauza alte probleme, precum coroziunea.
Prin urmare, fotosinteza artificială încă nu poate produce un carburant lichid îndeajuns de ieftin pentru a concura cu combustibilii fosili.
Costurile vor scădea în viitor
“Dar dinamica se poate schimba foarte rapid”, spune profesorul Reisner.
Prețul petrolului se poate schimba, taxele se pot schimba. Iar când lucrurile încep să se miște, la un moment dat în viitor prețul fotosintezei artificiale va scădea, iar cel al combustibililor fosili va crește. Întrebarea este când se vor întâlni aceste linii.Erwin Reisner, profesor de energie și sustenabilitate la Universitatea Cambridge:
Cercetătorul dă ca exemplu cazul panourilor fotovoltaice. În ultimii zece ani, costul acestora a scăzut cu 85%, ceea ce este mult peste cele mai optimiste predicții de atunci.
![Aici se duc banii din televiziune! Intrați în vila de lux cu 7 camere a familiei Fodor: Au un măslin uriaș în curte și bucătărie de 22 mp [30 FOTO]](https://images.libertatea.ro/1/p_Wk9ljaHR0cHM6Ly9hcGktd2lkZ2V0cy5yaW5naWVyLnJvL3N0b3JhZ2UvdXBsb2Fkcy9hcnRpY2xlL2U4bU1CcVB3RzU2S2txdDk1ck1xVmdoQ05RTzgxYTg5U2sxemUwWE4uanBnkZMFzQHgzQEw3gABoTEE)
![Raiul pe pământ! Cum arată casa cu 5 camere a Mirelei Vaida: Living cu perete de sticlă spre pădure și piscină de 30.000 € [27 FOTO]](https://images.libertatea.ro/1/zgXk9ljaHR0cHM6Ly9hcGktd2lkZ2V0cy5yaW5naWVyLnJvL3N0b3JhZ2UvdXBsb2Fkcy9hcnRpY2xlLzlocWV1SVFQTU5YSGFPdVJ5dEhmRnhFdU5tZWk1cmNRUWR1YzZzYlcuanBnkZMFzQHgzQEw3gABoTEE)
