Man kann nicht anders, als den Einfallsreichtum der Natur zu bestaunen. Blätter zum Beispiel wandeln Kohlendioxid CO2 unglaublich in Sauerstoff um und machen so einen besseren Planeten für uns alle.
Nachahmung der Natur
Beeindruckend ist, dass Forscher die Natur erfolgreich kopiert und künstliche Blätter geschaffen haben, die genauso gut oder sogar besser funktionieren als echte. Diese konstruierten Blätter ahmen die Photosynthese effektiv nach; sie haben jedoch eine Einschränkung. Bisher arbeiten sie nur in Labors.
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Da sie reines, unter Druck stehendes Kohlendioxid aus Tanks verwenden, konnten diese kleinen Wunder der Technik in der realen Welt nicht nach draußen gebracht werden, wo sie bisher zur Reduzierung von CO2 beitragen konnten.
Forscher der Universität von Illinois in Chicago UIC haben eine Lösung erfunden, die sehen könnte künstliche Blätter in der realen Welt verwendet werden. Besser noch, ihre Blätter wären 10 Zeiten, die CO2 effektiver umwandeln als echte.
"Bisher verwenden alle Konstruktionen für künstliche Blätter, die im Labor getestet wurden, Kohlendioxid aus Drucktanks. Um in der realen Welt erfolgreich implementiert zu werden, müssen diese Geräte in der Lage sein, Kohlendioxid aus viel verdünnteren Quellen zu beziehenB. Luft und Rauchgas, das von Kohlekraftwerken abgegeben wird ", sagte Meenesh Singh, Assistenzprofessor für Chemieingenieurwesen am UIC College of Engineering und entsprechender Autor des Papiers.
Eine künstliche Membran
Um dieses Dilemma zu lösen, haben Singh und sein Team eine künstliche semipermeable Membran entwickelt, die es dem Wasser ermöglicht, bei Sonneneinstrahlung zu verdampfen. In diesem Fall würde das Wasser auch Kohlendioxid aus der Luft ansaugen.
Dann würde eine künstliche Photosyntheseeinheit Kohlendioxid in Kohlenmonoxid und Sauerstoff umwandeln. Das Kohlenmonoxid würde gesammelt und bei der Entwicklung synthetischer Kraftstoffe verwendet. Der Sauerstoff könnte jedoch wieder in die Umgebung freigesetzt werden, wo er sehr viel isterforderlich.
"Durch das Einhüllen der traditionellen künstlichen Blatttechnologie in diese Spezialmembran kann die gesamte Einheit wie ein natürliches Blatt im Freien funktionieren", sagte Singh.
Beeindruckender ist, was diese Blätter im Freien erreichen könnten. Die Forscher schätzen das 360 Blätter jeweils 1,7 Meter lang und 0,2 Meter breit, würde fast eine halbe Tonne Kohlenmonoxid erzeugen. Noch wichtiger ist, wenn die gleiche Menge Blätter auf a gelegt würde 500 Quadratmeter Fläche würden sie den Kohlendioxidgehalt um senken 10 Prozent
Die Forscher wiesen auch schnell darauf hin, dass ihre Technologie auf leicht zugänglichen Materialien basiert.
"Unser Konzeptdesign verwendet leicht verfügbare Materialien und Technologien, die in Kombination ein künstliches Blatt ergeben können, das bereit ist, außerhalb des Labors eingesetzt zu werden, wo es eine wichtige Rolle bei der Reduzierung von Treibhausgasen in der Atmosphäre spielen kann", sagte Singh.
Ihre Befunde werden in der Zeitschrift veröffentlicht ACS Sustainable Chemistry & Engineering .