Energie & Umwelt

Cambridge Team erreicht drahtlose künstliche Photosynthese

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Ein Forscherteam der Universität Cambridge hat einen bemerkenswerten Schritt in Richtung künstlicher Photosynthese getan. Es basiert hauptsächlich auf fortschrittlicher Fotoblatt-Technologie. Grundsätzlich wandelt diese Technologie Sonnenlicht, CO2 und Wasser in Sauerstoffmoleküle und Ameisensäure um, einen speicherbaren Kraftstoff, der auch in Wasserstoff umgewandelt werden kann.

Die im Nature Energy Journal veröffentlichte Studie beschreibt eine neuartige Umwandlungsmethode, mit der saubere Kraftstoffe aus Kohlendioxid hergestellt werden. Es könnte auch vergrößert und zu etwas ähnlichem wie einer Solarpanelfarm zusammengebaut werden. Das Hauptproblem bei der künstlichen Photosynthese waren die unerwünschten Nebenprodukte der chemischen Prozesse.

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Der Erstautor Dr. Qian Wang vom Department of Chemistry erzählteCambridge Nachrichten„Es war schwierig, eine künstliche Photosynthese mit einem hohen Maß an Selektivität zu erreichen. Selektivität bedeutet hier "so viel Sonnenlicht wie möglich in den gewünschten Kraftstoff umzuwandeln, anstatt viel Abfall zu hinterlassen".

Und Prof. Erwin Reisner, der leitende Autor des Papiers, fügte hinzu: „Darüber hinaus kann die Lagerung gasförmiger Brennstoffe und die Trennung von Nebenprodukten kompliziert sein - wir wollen an einen Punkt gelangen, an dem wir einen flüssigen Brennstoff sauber produzieren können, der dies auch kann leicht zu lagern und zu transportieren “, sagte Professor Erwin Reisner, der leitende Autor der Zeitung.

2019 entwickelte eine andere Gruppe von Reisner einen ähnlichen Solar-zu-Chemie-Energiewandler, den sie mit einem künstlichen Blatt verglichen. Es wurden die gleichen Komponenten verwendet, Wasser, CO2 und Sonnenlicht. Der Unterschied ist der produzierte Kraftstoff: Synthesegas. Wir werden hier nicht näher auf Synthesegas eingehen, aber es besteht hauptsächlich aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und manchmal Kohlendioxid.

Das künstliche Blattdesign erforderte Solarzellenkomponenten; Das neue Gerät benötigt jedoch keine solchen Komponenten, sondern verwendet nur Fotokatalysatorblätter. Diese Folien bestehen aus Halbleiterpulvern, die leicht in loser Schüttung hergestellt werden können und kostengünstig sind. Darüber hinaus hat die Stabilität und Selektivität das Forschungsteam ziemlich verblüfft.

Wang sagte: „Wir waren überrascht, wie gut es in Bezug auf seine Selektivität funktionierte - es produzierte fast keine Nebenprodukte“ und fügte hinzu: „Manchmal funktionieren die Dinge nicht so gut, wie Sie es erwartet hatten, aber dies war ein seltener Fall, in dem es funktioniert hat tatsächlich besser funktioniert. “

Der CO2-Katalysator auf Kobaltbasis ist relativ einfach und leicht herzustellen. Es sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, bis wir reale Anwendungen für das Gerät sehen. Die Forscher arbeiten daran, Stabilität und Effizienz zu verbessern.


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