Kezdőlap / Rovatok / Energiagazdálkodás / „Mesterséges erdő” a vízbontásra és energia-termelésre

„Mesterséges erdő” a vízbontásra és energia-termelésre

A californiai Lawrence Berkeley National Laboratory és az amerikai energia-ügyi minisztérium kutatócsoportja első ízben hoztak létre mesterséges fotoszintézist a „Fully Integrated” nevű nanorendszerrel.

A team a Nano Letters szaklapban tette közzé tanulmányát „A Fully Integrated Nanosystem of Semiconductor Nanowires for Direct Solar Water Splitting” (Félvezető nanovezetékek teljesen integrált nanorendszere nap általi közvetlen vízbontásra) címmel, írja az energiacentrum.com. Ebben a kutatók kifejtik, hogy „a mesterséges fotoszintézis, a biomimetikus megközelítés, amellyel a napfényből közvetlenül alakítják át kémiai üzemanyagokká a napfény energiáját, a természetet utánozva egy integrált nanostruktúra-rendszert alkalmazva, amelynek alkotó elemei mind külön szerepet játszanak a napfénynek az üzemanyaggá való átalakításában.

A kutatás hangsúlyozza, hogy sikerült 0,12%-os hatékonyságot elérni az átalakításban, amely mérték hasonló a természetes fotoszintézishez. Az eredmény azt mutatja, hogy lehetséges integrálni olyan anyagokat egy funkcionális rendszerbe, amely utánozza a nanoszkopikus integrációt a kloroplasztokban.

Így jutunk el a „mesterséges levéltől” a „mesterséges erdőig”. Peidong Yang, a Berkeley Lab vegyésze, a kutatók vezetője elmondta, hogy hasonlóan a zöld növények kloroplasztjához, amelyben a fotoszintézis zajlik, a mesterséges fotoszintetikus rendszer két fényelnyelő félvezetőből, egy áramvezető érintkező-felületi rétegből, és két, egymástól térben elválasztott katalizátorból áll. A víznek a nap által való szétbontásának megkönnyítésére a fákhoz hasonló heterostruktúrákat szintetizáltunk, szilícium-törzsekből és titán-oxid ágakból. Látvány tekintetében e nanostruktúrák mátrixai nagyon hasonlítanak egy mesterséges erdőhöz.

A naptechnológiák ideális megoldást jelentenek a zéró kibocsátású megújuló energia termeléséhez. A mesterséges fotoszintézist az egyik legígéretesebb naptechnológiának tekintik, de ahhoz, hogy a fosszilis tüzelő anyagokkal versenyképesek legyenek, képesnek kell lennie arra, hogy eladható árú hidrogént termeljen. Ezért a jelenlegi rendszer moduljának terve csupán jó kiindulási pont lehet a kereskedelmi felhasználáshoz, de lényegesen nagyobb hatékonyságot kell elérni.

Ajánlott tartalom

Az energiahasználatot forradalmasíthatja a most felfedezett anyag

Az energiahasználatot forradalmasíthatja egy újonnan felfedezett, szobahőmérsékleten is szupravezetőként viselkedő anyag.