Ya bitkilerin kendi enerjilerini nasıl yarattıklarını kopyalayabilsek ve bunu dünyamıza güç sağlamak için kullanabilsek?
İçinde ders çalışma Geçen hafta Nature’da yayınlanan araştırmacılar, tam da bunu yapma potansiyeline sahip bir cihazın prototipini oluşturduklarını söylüyorlar. Cambridge Üniversitesi’nden bir ekip, yakıt oluşturmak için güneşin ve suyun gücünü kullanan yüzen bir güneş “yaprak” tanımladı.
Cambridge Üniversitesi’nde araştırma görevlisi ve çalışmanın yazarlarından biri olan Virgil Andrei bir e-postada “Yapay yapraklarımız bitki yapraklarına benzer şekilde çalışır” dedi. Ancak şeker yerine faydalı kimyasallar üretiyoruz” dedi.
Andrei ve meslektaşlarının yarattığı yapraklar, güneş enerjisini kullanarak elektrik üreten güneş panelleri değil. Aksine, bu teknoloji kimyasal bir reaksiyon üretmek için güneş ışığını kullanır – bu durumda sıvı yakıt için gerekli bileşenleri oluşturmak için. Yapraklar, sentez gazı için yapı taşları üretmek için bir tür güneş pili olan kurşun perovskitten yapılmış iki farklı türde yakıt hücresi kullanan bitkilerin fotosentetik sürecini kopyalar.
Sentez gazı veya sentez gazı, hidrojen ve karbon monoksit moleküllerinin bir kombinasyonudur ve birçok endüstriyel işlemin çok önemli bir bileşenidir. Sentez gazı aynı zamanda bir yakıt biçimi olarak da kullanılabilir ve sentez gazının aşağıdaki gibi süreçlerde diğer, daha kirli yakıtların yerini alabileceği umudu vardır. havacılık ve araba motorları. Ancak sentez gazı genellikle aşağıdaki gibi fosil yakıtlar kullanılarak yapılır: kömür ve doğal gazdemek ki hala bir önemli emisyon kaynağı. Yaprak prototipi gibi cihazların vaadi, geleneksel fosil yakıt bazlı sentez gazı ile gelen sorunları ortadan kaldırabilmeleridir.
Cambridge’deki ekip geliştirmişti 2019’da yaprağın önceki bir versiyonugüneş ışığından sentez gazının bileşenlerini üretebilen . Ancak bu teknoloji büyük ve ağırdı ve onu çok özel uygulamalar ve konumlarla sınırladı.
“Çoğu [artificial leaf] Prototipler oldukça karmaşıktır ve yalnızca küçük, laboratuvar ölçeğinde yakıt üretebilir” dedi Andrei. “Burada, yaprak yapısını ölçeklenebilir üretim yöntemleri ve malzemeleriyle uyumlu hale getirmek ve nihayetinde gerçek dünya uygulamalarına uygun hale getirmek için yeniden tasarlamak istedik. Bu amaçla, ışık emicilerimizi ince, esnek yüzeylere yerleştirerek cihazın ağırlığını azalttık. Sonuç olarak, cihazlarımız o kadar hafif oldu ki, nilüfer yapraklarına benzer şekilde su üzerinde yüzebiliyorlardı.”
Andrei, yeni sürümlerin hala sadece prototip olduğunu ve gerçek dünya ayarlarında ne kadar iyi çalıştıkları konusunda daha fazla test yapılması gerektiğini söyledi. Ancak Andrei, bu yeni yaprağın tasarımının teknolojinin olanaklarını açtığını söyledi.
“Bu yapraklar göllere, nehirlere ve kıyılara yerleştirilebilecek yüzer çiftliklerde toplanabilir” dedi. “Hafif, esnek yapraklar uzak yerleşim yerlerine (örn. adalar) kolayca taşınabilir ve merkezi olmayan yakıt üretimine olanak tanır. Yapraklar, maden gölleri veya limanların yakınları gibi kirli sulardan daha fazla faydalanabilir. Ayrıca, mevcut kuraklıklar göz önüne alındığında çok güncel olan sulama kanallarından nemin buharlaşmasını önleyebilirler.”