يمكن أن التمثيل الضوئي الاصطناعي يكون بديلا الألواح الشمسية ؟

تاريخ:

2018-07-20 13:35:18

الآراء:

661

تصنيف:

1مثل 0كره

حصة:

يمكن أن التمثيل الضوئي الاصطناعي يكون بديلا الألواح الشمسية ؟ Source:

في عام 1912 في مجلة العلوم نشرت مقالا الذي الأستاذ جياكومو Ciamician كتب: "الفحم الطاقة الشمسية تقدم للبشرية في شكله الأكثر تركيزا ، ولكن تستنفد الفحم. هو الأحفوري الطاقة الشمسية الوحيدة التي يمكن استخدامها الحياة الحديثة و الحضارة؟". في وقت لاحق في هذه المقالة ، ويضيف:

"مبنى زجاجي سوف يكون في كل مكان ؛ الداخل أنها سوف تأخذ مكان الضوئية العمليات التي حتى الآن كانت سرية حراسة من النباتات ، ولكن التي سيتم تطويرها من قبل الإنسان صناعة يتعلم كيفية جعلها تعطي المزيد من الفاكهة وفيرة من الطبيعة لأن الطبيعة هي في عجلة من امرنا البشرية هو على العكس من ذلك. الحياة والحضارة سوف يستمر طالما تشرق الشمس".

مائة سنة من Jamican عرض التمثيل الضوئي الاصطناعي كوسيلة الفطام من الوقود الأحفوري ، لأن البحث عن حل تستمر حتى اندلعت مع متجددة.

في حين أن الألواح الشمسية محدودة النظرية يحد من كفاءتها ، في مكان ما هناك مكان التمثيل الضوئي الاصطناعي ، المنسية منذ فترة طويلة عم الألواح الشمسية. فمن المحتمل جدا أن الناس سوف تستمر في حرق السائل والوقود الصلب التي تحرق ، في حين أن الألواح الشمسية سوف تكون فقط قادرة على أن توفر لنا الكهرباء.

تغير المناخ يعطي دفعة جديدة للبحث في التمثيل الضوئي الاصطناعي. النباتات تفعل شيئا آخر المفيدة: القبض على ثاني أكسيد الكربون. معظم النماذج المناخية التي تسمح لنا أن تناسب داخل الحد من اتفاق باريس (2 درجة مئوية) ، تتطلب كميات كبيرة من الطاقة الحيوية مع الكربون التقاط وتخزين الكربون. هذه التكنولوجيا السلبية الانبعاثات عند النباتات التقاط ثاني أكسيد الكربون تتحول إلى الوقود الحيوي ثم حرق. الكربون هو القبض على المحتجزين تحت الأرض.

التمثيل الضوئي الاصطناعي يمكن أن تكون الكربون السلبية مصدر الوقود السائل مثل الإيثانول. البيئة غالبا ما تشير إلى "اقتصاد الهيدروجين" كحل للحد من انبعاثات الكربون. بدلا من استبدال كامل البنية التحتية القائمة — الاعتماد على الصلبة والوقود السائل — نحن فقط نموذج الوقود. وقود مثل الهيدروجين أو الإيثانول يمكن أن تنتج باستخدام الطاقة الشمسية مثل التمثيل الضوئي الاصطناعي ، ولذا فإننا سوف تستمر في استخدام الوقود السائل مع أقل الأضرار البيئية. تعميم الكهرباء قد تكون عملية أكثر تعقيدا من مجرد التحول من البنزين إلى الإيثانول.

التمثيل الضوئي الاصطناعي هو بالتأكيد تستحق الاستكشاف. و في السنوات الأخيرة قد خطت خطوات كبيرة. استثمارية قوية من الحكومة والصناديق الخيرية تتدفق الطاقة الشمسية الوقود. هو التحقيق في عدة مختلفة الضوئية العمليات التي لديها بالفعل القدرة على أن تكون أكثر فعالية من النباتات.

في أيلول / سبتمبر 2017 الوطنية مختبر لورانس بيركلي قد وصف عملية جديدة التي يمكن تحويل CO2 في الإيثانول, والتي يمكن استخدامها كوقود الإثيلين ، والتي هي بحاجة لإنتاج البولي إيثيلين. وكانت هذه أول مظاهرة من النجاح في تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود و مواد البلاستيك.

في بحث نشر مؤخرا في الطبيعة ناقش الحفز التقنية والتي الضوئية لوحة توصيل الجهاز ، electronicausa ثاني أكسيد الكربون. ثم اللاهوائية ميكروب يحول ثاني أكسيد الكربون و الماء باستخدام الطاقة الكهربائية في بيوتانول.

وأشارت إلى أن القدرة على تحويل الكهرباء إلى المنتجات المطلوبة تقريبا 100 في المئة فعالة و النظام ككل كان قادرا على تحقيق 8% كفاءة تحويل أشعة الشمس إلى وقود. قد يبدو أن هذا هو عدد قليل ، ولكن 20% على ما يرام بالنسبة الألواح الشمسية مباشرة تحويل أشعة الشمس إلى كهرباء ؛ حتى الأكثر إنتاجية النباتات مثل قصب السكر والدخن ، تكتسب ليس أكثر من 6% من الكفاءة. هذا هو مماثل الوقود الحيوي التي تستخدم حاليا ، مثل الذرة الايثانول ، الذرة هو أقل كفاءة في تحويل أشعة الشمس إلى تخزين الطاقة.

أشكال أخرى من التمثيل الضوئي الاصطناعي تركز على الهيدروجين ممكن الوقود. باحثون من جامعة هارفارد مؤخرا مذهلة إصدار "ورقة الكترونية" التي يمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى هيدروجين. واحدة من المزايا الرئيسية هي أن فعاليته ينمو بسرعة ، إذا كنت تعطي له "التنفس" بيور ثاني أكسيد الكربون. إذا أردنا أن نعيش في المستقبل ، والتي كميات ضخمة من ثاني أكسيد الكربون المستخرج من الغلاف الجوي, الآن سيكون لدينا بدائل جيدة جدا. على الرغم من أن الناس لا يحبون هذه الفكرة (الديناميكا الحرارية باستخدام الكهرباء إلى تقسيم الماء إلى الهيدروجين والأكسجين ليست دائما مثالية) لا تزال تجري أبحاث على خلايا الوقود للمركبات و الهيدروجين من أجل تدفئة المنازل ، وخاصة في اليابان.

واحدة من المشاكل المرتبطة مع أي جهد يهدف إلى خلق التمثيل الضوئي الاصطناعي هو أن المزيد من الخطوات التي يجب أن تكون في عملية التحويل ، المزيد من الطاقة سوف تضيع على طول الطريق. استخدام الأجهزة المكهربة مع توليد الطاقة مباشرة من الشمس ، سوف تكون أكثر فعالية بكثير من أي مخطط تحويل كهرباء و غاز ثاني أكسيد الكربون إلى وقود ، سوف يحرق لاستعادة حصةالكهربائي الإدخال.

وبالإضافة إلى ذلك ، من البيئة وجهة النظر العملية ، وبناء مليار النباتات الاصطناعية قد يكون أقل جدوى من بذر بذور قليلة-اختيار أنواع من الوقود الحيوي. من ناحية أخرى, هذه النباتات في كثير من الأحيان تتطلب التربة الجيدة التي يتدهور بسرعة بسبب الزراعية الضغط. الوقود الحيوي هي بالفعل يشتبه في استخدام الأراضي التي يمكن أن تغذي النمو السكاني. بالاضافة الى التمثيل الضوئي الاصطناعي التي يمكنك أن ترى كيف أن هذه النباتات تعيش في الصحراء أو حتى في المحيط.

كما هو الحال في كثير من الأحيان, ونحن نستمد الإلهام من الطبيعة ولكن لكي نفهم لها لإخضاع وحتى تحسين مشكلة بالنسبة لنا.

المزيد

ما هو الخطأ مع اختبارات الفيروس ؟

ما هو الخطأ مع اختبارات الفيروس ؟

اليوم العديد من تشويه صورة غيتس ، متهما إياه بتعمد التقطيع من السكان (ولكن كيف؟) و في نفس الوقت كل الخطايا المميتة. أقول لماذا الملياردير الأمريكي هو في الواقع أحسنت و لا الزواحف بغض النظر عن مدى القلق من أنه قد يبدو ، ولكن العالم اعتادوا على فيروس ك...

ما هو الفضاء الرباعي الأبعاد?

ما هو الفضاء الرباعي الأبعاد?

نمذجة حركة الكاميرا في الفضاء الرباعي الأبعاد. رأي العالم في مختلف الأبعاد يغير الطريقة التي ننظر بها كل شيء حولها ، بما في ذلك الزمان والمكان. فكر في الفرق بين بعدين وثلاثة أبعاد السهل, ولكن ماذا عن الرابع ؟ من المهم أن نفهم ما تعنيه العلماء و الباح...

المحاكاة الحاسوبية أثبتت أن

المحاكاة الحاسوبية أثبتت أن "تأثير الفراشة" لا وجود له

تأثير الفراشة يشير إلى خصائص بعض النظم الفوضوية حسنا, المشجعين الخيال العلمي – حان الوقت خيبات الأمل. تذكر قصة راي برادبري «صوت الرعد»? في هذا الصياد مروحة اسمه Eckels يذهب على تكلفة الصيد في عصر الدهر الوسيط ، ولكن في طريق العودة عن طريق ا...

تعليقات (0)

هذه المادة قد لا تعليق أول

إضافة تعليق

أخبار ذات صلة

سفالبارد العالمي قبو البذور ، تقرر تحسين

سفالبارد العالمي قبو البذور ، تقرر تحسين

في جزيرة سبيتسبيرجين ، وتقع في المحيط المتجمد الشمالي في عام 2006 تم بناء بنية فريدة من نوعها – البنك الدولي-selenoprecise. تقرر تخزين المواد الزراعية تقريبا جميع النباتات الزراعية الموجودة في العالم ، في حالة الأرض سوف تعاني في ح...

في المستقبل نحن لن تعديل الجينوم. ونحن سوف خلق جديد

في المستقبل نحن لن تعديل الجينوم. ونحن سوف خلق جديد

من أي وقت مضى منذ السومريين الأولى تريد أن تشرب البيرة ، وكان ذلك منذ آلاف السنين قبل الانسان العاقل لديه علاقات وثيقة مع Sacharomyces cerevisae, الفطريات وحيدة الخلية المعروفة باسم الخميرة. بسبب التخمر التي يمكن للناس استخدام هذا...

لأول مرة العلماء ترغب في نقل الأشياء من مكان إلى آخر

لأول مرة العلماء ترغب في نقل الأشياء من مكان إلى آخر

كل ما رأيت و قرأت عن كيف البطل من بعض الخيال العلمي فيلم أو كتاب تحلق على سفينة الفضاء التي تستخدم كوقود في المادة المضادة ، ثم هبطت على كوكب معادية ، تسحب الناسف ، رسوم المادة المضادة... و ماذا سيحدث بعد ذلك – أنت تعرف جيدا. للأس...

كيف تصبح الأحفوري ؟

كيف تصبح الأحفوري ؟

كل الأحفوري هو معجزة صغيرة. كما أشار بيل برايسون في كتابه "مختصر تاريخ كل شيء تقريبا" ، فقط واحد من العظام في مليار يصبح الأحفوري. في مثل هذه الحسابات ، كل المتحجرة إرث من 320 مليون شخص يعيشون على سبيل المثال في الولايات المتحدة ا...

وقد اخترع العلماء طريقة جديدة لتخزين البيانات داخل الحمض النووي

وقد اخترع العلماء طريقة جديدة لتخزين البيانات داخل الحمض النووي

مستقبل التكنولوجيا لا تكمن فقط في نمو مستمر من قوة الحوسبة من المعالجات أو الانتقال إلى أجهزة الكمبيوتر الكم ، ولكن أيضا في تطور أجهزة التخزين. الإنسانية يولد كمية كبيرة من المعلومات المخزنة المحاسبة عن الطرق التقليدية — على...

خمس حقائق مذهلة عن أجدادنا أننا تعلمنا من الحمض النووي

خمس حقائق مذهلة عن أجدادنا أننا تعلمنا من الحمض النووي

ليس ببعيد استخدم العلماء الحمض النووي من واحدة من أقدم الإنجليزية هياكل عظمية (10 ، 000 سنة) لمعرفة كيف بدأ أول سكان بريطانيا. ولكن الحمض النووي القديمة الهيكل العظمي هو مراعاة عدم لأول مرة و تكشف حقائق مذهلة عن أجدادنا القدماء. ا...

حصل العلماء على

حصل العلماء على "المستحيل" شكل الجليد التي يمكن أن توجد إلا على أورانوس

فريق من العلماء من مختبر لورانس ليفرمور الوطني لورانس قد شكل فريد من الجليد ، ودعا superionic الجليد (superionic الجليد). الميزة الرئيسية لهذا الجليد هو أنه يتكون من الصلبة البلورية من ذرات الأكسجين حول العقد الذي تدور البروتونات....

خلق superdivision ، على قوة مماثلة المعادن

خلق superdivision ، على قوة مماثلة المعادن

سبائك التيتانيوم ، وربما واحدة من المواد الأكثر دواما على كوكبنا. ولكن لديهم اثنين من غير سارة للغاية عيب: أنها ثقيلة جدا ومكلفة جدا. علماء من جامعة ميريلاند (UMD) قد اخترع بديل تكلفة المعادن التي يمكن حرفيا "ينمو على الأشجار". با...

الجرافين يمكن أن يحل خمس مشاكل رئيسية من العالم

الجرافين يمكن أن يحل خمس مشاكل رئيسية من العالم

في سبتمبر 2015 ، اجتمع قادة العالم في تاريخي قمة الأمم المتحدة إلى تبني أهداف التنمية المستدامة (SDG). سبعة عشر من هذه الأهداف الطموحة ومؤشرات تساعد في توجيه وتنسيق الحكومة والمنظمات الدولية من أجل حل المشاكل العالمية. على سبيل ال...

الصين بنجاح عملية فريدة من نوعها لاستعادة آذان الأطفال

الصين بنجاح عملية فريدة من نوعها لاستعادة آذان الأطفال

مجموعة من خمسة أطفال في الصين حصلت على آذان جديدة ، ونمت على أساس نماذج ثلاثية الأبعاد التفصيلية صحية الأجهزة الخاصة بهم باستخدام الخلايا السليمة. هذه هي الحالة الأولى في عالم الطب. على العمل المنجز من قبل المختصين مشترك في المجلة...

ماذا سيحدث العلم في المستقبل القريب ؟

ماذا سيحدث العلم في المستقبل القريب ؟

إذا كنت أعود قبل 30 عاما ، العالم سيكون مختلفا تماما. الوحيد المعروف الكواكب كواكب النظام الشمسي. كان لدينا أي فكرة عن ماهية الطاقة المظلمة. لا التلسكوبات الفضائية. موجات الجاذبية هي نظرية غير مثبتة. نحن لم تكتشف بعد جميع الكواركا...

العلماء على مقربة من خلق أشكال الحياة الاصطناعية

العلماء على مقربة من خلق أشكال الحياة الاصطناعية

ويبدو أن خلق الحياة الاصطناعية الكثير من الخيال. ولكن التطور في هذا المجال كونها أول السنة. و السؤال الآن ليس عن الذكاء الاصطناعي أو الروبوتية الآليات. مجموعة من الباحثين الأمريكيين من جامعة برينستون كنت قادرا على الحصول على الموا...

يمكن أن الوراثة لجعل الحيوانات أكثر ذكاء ؟

يمكن أن الوراثة لجعل الحيوانات أكثر ذكاء ؟

التقدم في زراعة الأنسجة العصبية والهندسة الوراثية تشير إلى أنه في المستقبل القريب سوف تكون قادرة على تعزيز الذكاء البشري. على سبيل المثال. إذا نجحنا, إذا يجب أن نأخذ الاخوة معك ؟ تحسين الدماغ البشري هو أن تصبح أكثر ناقش الموضوع. ع...

شركة مستحضرات التجميل لوريال ينمو جلد الإنسان خصيصا الصين

شركة مستحضرات التجميل لوريال ينمو جلد الإنسان خصيصا الصين

صناعة مستحضرات التجميل في السنوات الأخيرة صعدت الآن إلى الأمام ، واختبار منتجات التجميل الجديدة الآن استخدام تزرع خصيصا جلد الإنسان. ولكن كما تعلمون, الجلد من الناس من جنسيات مختلفة على المستوى الجزئي قد تكون مختلفة جدا في التركيب...

الروبوت اكتشف العلماء دواء جديد

الروبوت اكتشف العلماء دواء جديد

تطوير واختبار عقاقير جديدة – توظيف للغاية طويلة و كثيفة العمالة. ولكن مثل كل شيء في العالم الحديث ، هذا مجال الصيدلة في بعض الأحيان إلى "إرشاد" الروبوتات, لأنها يمكن حساب جميع النتائج الممكنة و تعطي معظم الصيغة المناسبة. هذا النهج...

علماء الفيزياء تسريع أشعة الضوء في الفضاء المنحني في المختبر

علماء الفيزياء تسريع أشعة الضوء في الفضاء المنحني في المختبر

الفيزيائيين قد تمكنت من إثبات التسارع من أشعة الضوء على الأسطح المسطحة عند التسارع أدى ذلك إلى حقيقة أن أشعة تتبع مسارات منحنية. ومع ذلك ، فإن التجربة الجديدة توسعت حدود ما يمكن أن تظهر في المختبر. لأول مرة الفيزيائيين أظهرت تسارع...

العلماء خلقت انفجار أشعة غاما في المختبر

العلماء خلقت انفجار أشعة غاما في المختبر

انفجارات أشعة جاما قوية ومضات من الضوء — هذه هي ألمع الأحداث في الكون التي لا تستمر لفترة أطول من بضع ثوان أو دقائق. بعض مشرقة بحيث يمكن رؤيتها بالعين المجردة ، مثل انفجار GRB 080319B ، اكتشفت من قبل ناسا سويفت GRB البعثة Ex...

الفيزياء من تومسك جامعة الدولة النامية الارتفاع طابعة 3D

الفيزياء من تومسك جامعة الدولة النامية الارتفاع طابعة 3D

طريقة جديدة بالموجات فوق الصوتية 3D الطباعة تطورت الفيزياء تومسك الدولة الجامعة. في الآونة الأخيرة قد طور الإعداد من أجل الرفع من الجسيمات الصغيرة التي سيتم استخدامها كأساس الارتفاع من جديد 3D طابعة — 3ders.org. للحفاظ على ...

ظهرت في دبي أول مزرعة العمودي

ظهرت في دبي أول مزرعة العمودي

ليس العالم اليوم الأول هو تطوير مشاريع تخضير المدن وإنشاء ما يسمى «مزرعة العمودي» ، والتي سوف ليس فقط تحسين البيئة الايكولوجية ، ولكن أيضا توفر مساحة كبيرة. و هنا في الإمارات العربية المتحدة مع افتتاح أول مزرعة العمودي ب...

10 العلمي قصص من عام 2017 ، والتي سوف تبدو رائعة

10 العلمي قصص من عام 2017 ، والتي سوف تبدو رائعة

والآن حان وقت الجلوس ننظر إلى الوراء ، خذ نفسا عميقا و نظرة على عناوين المقالات العلمية التي قد تفوت خلاف ذلك. العلماء باستمرار ارضاء لنا مع التطورات الجديدة في مختلف المجالات. تكنولوجيا النانو, العلاج الجيني ، فيزياء الكم هو المج...