Енді жасанды фотосинтез болуға балама күн панелдері қажет?

1912 жылы Science мақаласы, профессор Джакомо Чамичан былай деп жазды төмендегідей: "Көмір ұсынады, күн энергиясы адамзат үшін, оның ең шоғырланған нысанда, бірақ көмір исчерпаем. Шынымен ископаемая күн энергиясы — жалғыз ғана пайдалана алады қазіргі өмір және өркениет?". Және кейінірек, бұл мақалада, ол қосады:

"Шыны ғимараттың болады барлық жерде; олардың ішінде болады өтуі фотохимические процестер, олар әлі күнге дейін болды қорғалатын құпия өсімдіктер, бірақ игерілетін болады адамзат өнеркәсіпті, ол біледі, как заставить оларды беруге тағы изобильные жемістер қарағанда, табиғат, өйткені табиғат ешқайда асықпайды, ал адамзат керісінше. Өмір және өркениет жалғасатын болғанша, күн жарқырап тұр".

Арада жүз жыл Чамичан алғаш рет таныстырды жасанды фотосинтез құралы ретінде баланы емшектен шығару жылғы қазба отын, содан бері шешімді іздеу жалғасуда, тіпті жарылыстың жаңа күшпен.

ал күн панельдері шектелген теориялық шегінен тыс жерлерде өз тиімділігін, онда орын бар үшін жасанды фотосинтез, бұрыннан мұтылғанның тағы күн панельдерін. Өте бәлкім, бұл адамдар жалғастырады жағуға сұйық және қатты отын, ол жанып, ал күн панельдері алады қамтамасыз ету ғана бізді кездесті.

климаттың Өзгеруі береді жаңа серпін зерттеулер жасанды фотосинтез. Өсімдіктер жасайды кое-тағы не пайдалы: танып біледі көмірқышқыл газы. Көпшілігі климаттық модельдер мүмкіндік асырмауы лимиті-Париж келісімінің (2 градус Цельсий бойынша) үлкен мөлшерін талап етеді биоэнергияның тұту және сақтау арқылы көміртегі. Бұл технология теріс шығарындыларын, қашан өсімдіктер тамаша көмірқышқыл газға айналады биоотын және содан кейін жанып. Көміртек улавливается және секвестрируется жер астында.

Жасанды фотосинтез мүмкін көміртек-теріс көзі сұйық отын сияқты этанол. Қорғаушылар экология жиі жүгінеді "сутегі экономикасына" проблемасын азайту көміртегі шығарындылары. Орнына ауыстыруға қатысты барлық инфрақұрылымдарды — полагающуюся арналған қатты және сұйық отын — біз жай ғана заменяем отын. Отын тәрізді сутегі немесе этанол болады көмегімен күн энергиясын, жасанды фотосинтезе, сондықтан біз жалғастырамыз пайдалануға сұйық отын аз зиян қоршаған ортаға. Жалпы электрлендіру мүмкін неғұрлым күрделі процесс, ол жай ғана көшу бензин - этанолу.

Жасанды фотосинтез белгілі тұр зерттеу. Және соңғы жылдары қадамдар. Қуатты инвестициялар үкіметтің және қайырымдылық қорларының вливаются в солнечное отын. Зерттеледі бірнеше түрлі фотохимических процестерді, олардың кейбіреулері қазірдің өзінде ие әлеуеті әлдеқайда тиімді қарағанда, тіпті өсімдіктер.

қыркүйек Айында 2017 жылғы Ұлттық зертханасы Лоуренса Беркли сипаттадым жаңа процесс, ол айналдыруға CO₂ этанол, содан кейін пайдалануға болады отын ретінде, этилен, қажет өндіру үшін полиэтиленового пластиктен жасалған. Бұл бірінші көрсетумен табысты түрлендіру көміртегі диоксиді отынға және прекурсорлар бар пластиктен жасалған.

жақында жарияланған жұмысына Nature Catalysis талқыланды техника, фотоэлектрлік панельдер қосылады құрылғыға, электролизующему көміртек диоксиді. Содан кейін анаэробты микроб айналдырады көміртегі диоксиді мен суды пайдалана отырып, электр энергиясымен, бутанол.

Олар атап өткендей, олардың қабілеті айналдыруға электр қалаған азық-түлік болды нәтижелі 100% - ға дерлік, ал жүйе тұтастай алғанда жетістікке қалай қол жеткізді 8% тиімділігін түрлендіру күн сәулесінің отынға. Көрінуі мүмкін, бұл аз сан емес, 20% — бұл тамаша үшін күн панельдерін тікелей преобразующих солнечный свет " электр; тіпті ең өнімді өсімдіктер сияқты қант құрағы мен тары, жинауда көп емес 6% тиімділігін. Яғни, бұл салыстыруға болады с биотопливом, ол қазіргі уақытта қолданылады тәрізді жүгері биоэтанол, өйткені жүгері кем тиімді етіп қайта құру күн сәулесінің да жинақталған энергия.

Басқа да нысандары жасанды фотосинтез-жігері водороде ретінде мүмкіндігі отында. Зерттеушілері Гарвард жақында ұсынды впечатляющую нұсқасын "бионического листа", ол айналдыруға күн энергиясы сутегі. Бірі-оның артықшылығы болып табылады, яғни оның тиімділігі тез өсуде, егер оған "подышать" таза көмір қышқыл газбен үрлеуге болады. Егер біз өмір сүру болашақта, онда үлкен көлемі, көміртегі диоксиді извлекаются атмосферадан, енді бізде өте жаман олар үшін қолдану. Дегенмен соңғы уақытта адамдар недолюбливают бұл идеяны (термодинамика пайдалану электр ыдырату үшін су сутегі және оттегі әрқашан ғажапсың), әлі зерттеулер жүргізіледі тему отын ұяшықтар үшін автомобильдерді және сутегі жылыту үшін үй, әсіресе Жапонияда.

проблемалардың бірі байланысты кез-келген күшімен құру бойынша жасанды фотосинтез, ол артық қадам болады конверсиялау барысында, соғұрлым көп энергия болады кісіден осы жолда. Пайдалану электрлендірілген аспаптар энергиямен өндірілетін тікелей күн сәулесінен, әлдеқайда тиімді қарағанда, кез келген сызбасы бойынша айналдыру электр және көміртегі диоксиді отынға, ол сіз, содан кейін сіз жағуға қалпына келтіру үшін үлесінэлектр енгізу.

бұдан Басқа, экологиялық және практикалық тұрғыдан құрылысы миллиард жасанды өсімдіктер болуы мүмкін қайда кем осуществимым қарағанда, тұқым себу үшін бірнеше жақсы таңдалған түрлерін биоотын. Екінші жағынан, бұл өсімдіктер жиі талап етеді жақсы топырақ, ол тез нашарлайды-ауыл шаруашылығы қысым. Биоотын қазірдің өзінде заподозрили жерді пайдалануда алатын тамақтандыру өсіп келе жатқан халық. Плюс жасанды фотосинтез, сіз көре аласыз, бұл "өсімдіктер" өркендей шөлде немесе тіпті мұхит.

сөйтіп, біз черпаем шабыт табиғаттың — бірақ түсіну, оны бағындыру, тіпті жақсарту үшін ұсынады біз мәселені.