Es war überall um uns herum; diese Idee zu Energie erzeugen wie die Natur. Dies ist ein komplexes System, das Wissenschaftler seit vielen Jahren zu kopieren versuchen und das Sonnenlicht verwendet, um Kraftstoff zu erzeugen und unsere Häuser und Fahrzeuge mit CO2 und Wasser zu versorgen. Es klingt wirklich wie ein Traum, undEine Gruppe von Forschern hat ihre Zeit und Mühe darauf verwendet, eine künstliche Version eines Blattes zu bauen, das Photosynthese durchführen kann.
Ihre Arbeit am Machen künstliche Photosynthese Möglicherweise können wir aus dem CO2 in unserer Atmosphäre vollständig erneuerbare Energie erzeugen.
Heinz Frei und sein Team haben dieses System unter Verwendung von Röhren in Nanogröße im Lawrence Berkeley National Laboratory des Energieministeriums entwickelt. Ab sofort scheint es in der Lage zu sein, die erforderlichen Schritte für die Kraftstoff erzeugende Reaktion durchzuführen.
Ihr Design ermöglicht den Fluss von Protonen vom Innenraum der Röhre nach außen. Dies bedeutet, dass sie von dort, wo sie durch Spaltung von Wassermolekülen erzeugt werden, dorthin fließen, wo sie sich mit CO2 und Elektronen zu Kraftstoff verbinden. Zuvor Forscherhatte Probleme mit dem schnellen Protonenfluss, der für die effiziente Nutzung der Sonnenenergie zur Bildung eines Brennstoffs von entscheidender Bedeutung ist.
Ab sofort ist dieser Kraftstoff Kohlenmonoxid, aber das Ziel des Teams ist die Herstellung von Methanol.
Nachdem das Team die Röhren hergestellt hat, die für die Photosyntheseaufgaben benötigt werden, beginnt es mit dem Testen des gesamten Systems. Die einzelne Einheit des Systems soll aus kleinen quadratischen "Solarkraftstoffkacheln" bestehen. Diese enthalten Milliarden von nanoskalige Röhren .
Teamleiter Frei erklärt: "Es gibt zwei Herausforderungen, die noch nicht bewältigt wurden. Eine davon ist die Skalierbarkeit. Wenn wir fossile Brennstoffe im Boden halten wollen, müssen wir in der Lage sein, Energie in Terawatt zu erzeugen - eine enorme MengeUnd Sie müssen einen flüssigen Kohlenwasserstoffbrennstoff herstellen, damit wir ihn tatsächlich mit der vorhandenen Infrastruktur und Technologie im Wert von Billionen Dollar verwenden können.
Das Team hofft, dass diese Kacheln die Schwierigkeiten bewältigen können, mit denen diese Art von Technologie heute noch konfrontiert ist.
Er fügt hinzu, dass nach der Herstellung eines solchen Modells die Erzeugung von Solarkraftstoff aus einzelnen Fliesen direkt erfolgen könnte. "Wir als Grundlagenforscher müssen eine funktionierende Fliese liefern, bei der alle Fragen zur Leistung geklärt sind. Und Ingenieure in der IndustrieKnow-how zum Verbinden dieser Kacheln. Wenn wir Quadratzoll herausgefunden haben, können sie Quadratmeilen machen. "
Für eine detaillierte Erklärung ihrer Arbeit können Sie ihre Arbeit lesen, die in veröffentlicht wurde Erweiterte Funktionsmaterialien .