ساخت برگ مصنوعی تولید کننده کربن خنثی

ساخت برگ مصنوعی تولید کننده کربن خنثی :
این گاز پرکاربرد که در حال حاضر از سوخت های فسیلی تولید می شود ، می تواند توسط " تولید برگ مصنوعی " ساخته شود که تنها از نور خورشید ، دی اکسید کربن و آب استفاده می کند و در نهایت می تواند برای تولید جایگزین سوخت مایع پایدار برای بنزین استفاده شود.
دستگاه خنثی کننده کربن معیار جدیدی را در زمینه سوخت های خورشیدی تعیین می کند ، پس از آنکه محققان دانشگاه کمبریج نشان دادند که می تواند مستقیماً بنزین - موسوم به syngas- را به روشی پایدار و ساده تولید کند.
برگ مصنوعی به جای اینکه روی سوخت های فسیلی کار کند ، از نور خورشید تغذیه می شود ، اگرچه هنوز هم در روزهای ابری و پراکنده کارایی دارد. و برخلاف فرآیندهای صنعتی فعلی برای تولید syngas ، برگ هیچ دی اکسید کربن اضافی را وارد جو نمی کند. نتایج در ژورنال Nature Material گزارش شده است .
Syngas در حال حاضر از ترکیبی از هیدروژن و مونوکسید کربن ساخته شده است و برای تولید طیف وسیعی از کالاها مانند سوخت ، داروسازی ، پلاستیک و کود استفاده می شود.
"شما ممکن است از syngas نشنیده باشید اما هر روز محصولاتی را که با استفاده از آن ایجاد شده اند مصرف می کنید. توانایی تولید پایدار آن می تواند گامی اساسی در بستن چرخه جهانی کربن و ایجاد یک صنعت شیمیایی و سوخت پایدار باشد. "
دستگاه ریزنر و همکارانش تولید شده از التهاب فتوسنتز الهام گرفته شده است - این روند طبیعی است که گیاهان از انرژی خورشید برای تبدیل دی اکسید کربن به مواد غذایی استفاده می کنند. بر روی برگ مصنوعی ، دو جذب کننده نور ، مشابه مولکول های موجود در گیاهانی که از نور خورشید برداشت می کنند ، با یک کاتالیزوری ساخته شده از کبالت عنصر طبیعی فراوان ترکیب می شوند.
هنگامی که دستگاه در آب غوطه ور است ، یک جذب کننده نور از کاتالیزور برای تولید اکسیژن استفاده می کند. دیگری واکنش شیمیایی را کاهش می دهد که باعث کاهش دی اکسید کربن و آب در مونوکسید کربن و هیدروژن می شود و مخلوط سینگاس را تشکیل می دهد.
محققان به عنوان یک امتیاز اضافی دریافتند که جذب کننده نور آنها حتی در زیر سطح کم نور خورشید در یک روز بارانی یا باران کار می کند.

تولید برگ مصنوعی

" این بدان معناست كه فقط در كشورهای گرم استفاده از این فناوری محدود نمی شود یا فقط این كار را در ماه های تابستان انجام نمیگردد." "شما می توانید از سحرگاه تا غروب ، هر جای دنیا استفاده کنید. "
دستگاه های دیگر " برگ مصنوعی " نیز توسعه یافته اند ، اما اینها معمولاً فقط هیدروژن تولید می کنند.
اینها شامل بهترین جذب کننده های نور پراوسکیت فوق العاده می باشد ، که در مقایسه با جاذب های سبک ساخته شده از مواد سیلیکونی یا حساس به رنگ ، یک واکنش فشاری و جریان الکتریکی بالایی را برای تأمین انرژی واکنش شیمیایی که توسط آن دی اکسید کربن به مونوکسید کربن کاهش می یابد ، فراهم می کند. محققان همچنین به جای پلاتین یا نقره ، از کبالت به عنوان کاتالیزور مولکولی خود استفاده کردند. کبالت نه تنها کم هزینه بلکه در تولید مونوکسید کربن نسبت به سایر کاتالیزورها بهتر است.
این تیم در حال حاضر به دنبال راه هایی برای استفاده از فناوری خود با ساخت برگ مصنوعی تولید کننده کربن خنثی جهت تولید جایگزین سوخت مایع پایدار برای بنزین است. Syngas در حال حاضر به عنوان بلوک ساختمان در تولید سوخت های مایع مورد استفاده قرار می گیرد. ریزنر ، همچنین عضو همکار سنت جان گفت: "آنچه ما می خواهیم در مرحله بعدی انجام دهیم و آن را به سوخت مایع تبدیل کنیم ، این است که سوخت مایع را در یک مرحله از دی اکسید کربن و آب تهیه کنیم."
اگرچه پیشرفتهای بزرگی در تولید برق از منابع انرژی تجدید پذیر مانند انرژی باد و فتوولتائیک ها وجود دارد ، اما ریزنر می گوید توسعه بنزین مصنوعی بسیار مهم است ، زیرا در حال حاضر برق فقط می تواند حدود 25٪ از کل تقاضای جهانی انرژی ما را برآورده کند. وی گفت: "تقاضای عمده سوخت های مایع برای حمل و نقل سنگین و حمل و نقل هوایی پایدار وجود دارد."
آندری گفت: "ما در حال ایجاد پایدار محصولاتی مانند اتانول هستیم که به راحتی می توانند به عنوان سوخت استفاده شوند." وی گفت: "تولید آن در یک مرحله از نور خورشید با استفاده از واکنش کاهش دی اکسید کربن دشوار است. اما ما اطمینان داریم كه در مسیری صحیح پیش می رویم و كاتالیست های مناسبی نیز داریم ، بنابراین ما معتقدیم كه می توان دستگاهی تولید كرد كه بتواند این روند را در آینده نزدیک نشان دهد. "
چاپ شده از دانشگاه کمبریج