Alternativ Energia www.alternativenergia.hu
Kapcsolódó cikkek
A növények a jól ismert fotoszintézis során a nap energiáját alakítják át elektrokémiai energiává. A tudósok a folyamat mesterséges technológiáin dolgoznak a tiszta és zöld üzemanyag szén-dioxidból és vízből történő előállítása érdekében.
A mesterséges fotoszintézis egyelőre közvetlenül nem állja útját a fosszilis tüzelőanyagok használatának és a globális felmelegedésnek, elsősorban a megújuló energiaszállításban alkalmaznák.
Az eljárás célja egy mesterséges „levél” megalkotása, mely gyakorlatilag a természetes folyamat másolata, ahol a rendszer képes a fotonok felfogására és katalizátorként is működik a víz oxidálásában. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma által támogatott Berkeley Laboratórium munkatársai áttörést értek el a technológia életében. A nanoméretű kobalt-oxid kristályokkal hatékonyan sikerült elvégezni a fotoszintézis döntő mozzanatát, a vízmolekulák bontását. A vízmolekulák fotooxidációja oxigénre és a hidrogén elektronjaira valamint protonjaira a legfontosabb az üzemanyaghoz vezető út további lépésében, a szén-dioxid redukálási mozzanatában. A hatékony fotooxidáció megköveteli a foton felhasználásában hatékony és a „nap áramlásának” megfelelően gyors katalizátort. A kobalt-oxid nanokristályai kielégítik ezen kritériumokat, ráadásul kellőképp hosszan fenntartják a folyamatot és bőségesen rendelkezésre állnak.
Korábban az irídium-oxiddal kísérleteztek, mely ugyan gyorsnak és hatékonynak mutatkozott, ám ez a legkevesebb mennyiségben megtalálható fém bolygónkon, így kereskedelmi szinten nem lehetett hasznosítani. A második lépésben mangánalapú fémorganikus komplexekkel próbálkoztak, sikeresen. A problémát az okozta, hogy a mangánt tartalmazó vegyületek nem bizonyultak elég tartósnak és a vízben is nagymértékben oldódtak.
Ezután került sor a kobalt-oxidra, ám a kezdeti próbálkozások itt sem arattak osztatlan sikert. A mikroméretű kobalt-oxidok nem voltak sem hatékonyak, sem gyorsak. Ekkor próbálták ki a nanoméretűt és megdöbbentő változásokat tapasztaltak, 1600-szor volt hatékonyabb, mint a mikro és sebessége megegyezik a felszíni nap-fluxussal.
A nagy, kereskedelmi szempontból is érzékelhető, áttörés egy részfolyamat, még sok hasonló szükséges a cél eléréséhez. A következő nagy lépés a víz oxidációs és a szén-dioxid redukciós folyamatának egy „levélbe” történő integrálása.