Será que a fotossíntese artificial tornar uma alternativa de controle solar painéis?

Em 1912, na revista Science publicou um artigo em que o professor Giacomo Чамичан escreveu o seguinte: "o Carvão oferece a energia solar para a humanidade no seu melhor forma concentrada, mas o carvão escape. Será ископаемая energia solar — a única coisa que pode usar a vida moderna e a civilização?". E mais tarde, neste artigo, ele acrescenta:

"de Vidro do edifício está em toda a parte; dentro deles vão fluir fotoquímica processos, que até agora tinha sido protegido o segredo das plantas, mas que será desenvolvido para a indústria humana, ela saberá como fazê-los dar ainda mais abundantes frutos, de que a natureza, porque a natureza não tem pressa, a humanidade e vice-versa. A vida e a civilização continuará até que o sol brilha".

Depois de cem anos de Чамичан apresentou pela primeira vez a fotossíntese artificial como ferramenta de desmame a partir de combustíveis fósseis, desde então, a procura de uma solução continua e até mesmo brilhou com uma nova força.

Enquanto os painéis solares são limitadas teóricas de fora de sua eficácia, onde há espaço para a fotossíntese artificial, há muito tempo esquecida братца de painéis solares. É muito provável que as pessoas continuarão a queimar líquido e os combustíveis sólidos, que queimam, enquanto os painéis solares só pode nos fornecer eletricidade.

A Mudança climática dá um novo impulso a pesquisas artificial de fotossíntese. As plantas fazem algo mais útil: captam o dióxido de carbono. A maioria dos modelos climáticos, o que nos permite manter dentro do limite de Paris a um acordo (2 graus Celsius), requerem uma grande quantidade de bioenergia com улавливанием e armazenamento de carbono. É uma tecnologia de emissões negativas, quando as plantas capturam o dióxido de carbono, são transformados em biocombustível e, em seguida, queimadas. O carbono é captado e секвестрируется debaixo da terra.

Fotossíntese Artificial pode ser de carbono-negativo de uma fonte de combustível líquido como o etanol. Os defensores da ecologia, muitas vezes se voltam para a "economia do hidrogênio" como resolver o problema de redução de emissões de carbono. Em vez de substituir toda a nossa infra-estrutura — depende do sólido e de combustível líquido — nós simplesmente mudamos de combustível. O combustível como o hidrogênio ou etanol pode produzir com a ajuda da energia solar, como a fotossíntese artificial, de modo que continuaremos a usar o combustível líquido, com menos danos ao meio ambiente. Universal eletrificação pode ser mais complicado do que simplesmente a transição de gasolina ao álcool etílico.

Fotossíntese Artificial definitivamente vale a pena explorar. E nos últimos anos foram feitos grandes passos. Poderosos investimentos do governo e de fundos de caridade infundida no solar de combustível. Estuda vários fotoquímica de processos, alguns dos quais já têm o potencial de ser mais eficaz do que até mesmo plantas.

Em setembro de 2017 laboratório Nacional Lawrence Berkeley descreveu um novo processo, que pode transformar o CO₂ o etanol, que pode ser utilizado como combustível, e o etileno, que é necessária para o fabrico do saco de plástico. Isto tornou-se a primeira demonstração bem sucedida de conversão de dióxido de carbono em combustível e os precursores de plástico.

Em trabalho recentemente publicado na Nature Catalysis discutiu a técnica, na qual o painel fotovoltaico se encontra ligado ao dispositivo, электролизующему de dióxido de carbono. Em seguida, anaeróbio organismo transforma dióxido de carbono e água, aproveitando-se a potência elétrica, em butanol.

Eles observaram que a sua capacidade de transformar energia elétrica em produtos desejados foi eficaz em quase 100%, e o sistema em geral, poderia chegar a 8% de eficiência de conversão de luz solar em combustível. Pode parecer que é uma pequena figura, mas 20% é bom para os painéis solares, que convertem diretamente a luz solar em eletricidade; até mesmo os mais produtivos de plantas, como a cana-de-açúcar e milho, estão ganhando não mais de 6% de eficiência. Ou seja, é comparável com os biocombustíveis, que são usados atualmente, como o do etanol de milho, assim como o milho é menos eficaz na conversão de luz solar em energia acumulada.

Outras formas de fotossíntese artificial focado no hidrogênio como um possível combustível. Os pesquisadores de Harvard apresentou recentemente uma impressionante versão de "бионического da folha", que transforma a energia solar em hidrogênio. Uma das principais vantagens é que a sua eficácia está crescendo rapidamente, se a dar-lhe um "respirar" limpo dióxido de carbono. Se nós vamos viver no futuro, em que enormes quantidades de dióxido de carbono são obtidas a partir da atmosfera, temos, agora, vai ser muito bom para eles aplicação. Embora ultimamente as pessoas não essa idéia (termodinâmica usar a eletricidade para dividir a água em hidrogênio e oxigênio nem sempre é o ideal), ainda são realizadas pesquisas sobre o tema de células de combustível para carros e hidrogênio para o aquecimento de casas, especialmente no Japão.

Um dos problemas associados com qualquer esforço de criação artificial de fotossíntese, é que quanto mais passos você terá no processo de conversão, mais a energia será perdida ao longo do caminho. O uso de eletrificada aparelhos com energia gerada diretamente do sol, será muito mais eficaz do que qualquer esquema de transformação eletricidade e de dióxido de carbono em combustível que você vai queimar para recuperação de parteselétrico de entrada.

Além disso, com o ambiente e ponto de vista prático, a construção de bilhões de plantas artificiais pode ser muito mais viável do que a semeadura de sementes para poucos bem selecionados biocombustíveis. Por outro lado, essas plantas costumam exigir um bom solo, que rapidamente se deteriora devido agrícola de pressão. Os biocombustíveis já estava com suspeita de uso de terras, o que poderia alimentar a crescente população. Mais artificial de fotossíntese é que você pode ver como essas "plantas" prosperando no deserto, ou mesmo no oceano.

Como muitas vezes acontece, nós nos inspiramos na natureza — mas entender isso, subjugar e até mesmo melhorar representa para nós um problema.