Solarni paneli su sve popularniji način za proizvodnju električne energije iz sunčeve energije. Iako ljudi još uvek smišljaju kako da tu energiju pouzdano pretvore u gorivo, biljke to rade eonima putem fotosinteze.
Sada je tim koji izveštava u ACS Engineering Au oponašao proces proizvodnje metana, energetski gustog goriva, iz ugljen-dioksida (CO 2), vode i sunčeve svetlosti. Njihov prototipni sistem mogao bi da pomogne da se otvori put ka zameni neobnovljivih fosilnih goriva.
Iako je metan moćan gas staklene bašte, on je takođe energetski gusto gorivo i glavna komponenta prirodnog gasa. Fosilnim gorivima, uključujući prirodni gas, potrebni su milioni godina da se formiraju, a njihovo izvlačenje iz životne sredine može imati štetne efekte. Pronalaženje metoda za proizvodnju metana iz obnovljivih izvora energije moglo bi pomoći u smanjenju potrebe za neobnovljivim fosilnim gorivima tokom vremena. Jedan od izvora održive, obilne energije koja se svakodnevno pruža Zemlji je sunce.
Ljudi su pokušali da iskoriste ovaj resurs pomoću solarnih panela, ali biljke su to već shvatile, koristeći sunčevu svetlost za pokretanje fotosinteze i pretvaranje CO 2 i vode u kiseonik i šećere da bi ih kasnije koristili kao gorivo.
Prethodno su Kazunari Domen i njegove kolege razvili sistem koji je koristio sunčevu svetlost za razdvajanje vode na gas vodonik i kiseonik. Sada su želeli da evoluiraju proces kako bi potpunije oponašali fotosintezu, uzimajući CO 2 da bi umesto toga uskladištili sunčevu energiju u metanu, dok su i dalje koristili isplative i lako prilagodljive materijale.
Tim je napravio set reakcionih ćelija, sličnih solarnim panelima, od kojih je svaka bila obložena fotokatalizatorom stroncijum titanata (SrTiO 3) dopiranog aluminijumom kako bi se pokrenula reakcija. Ove obložene ćelije su napunjene vodom i stavljene na sunce.
U tim uslovima voda se cepala na vodonik i gas kiseonika, koji su razdvojeni, a prečišćeni gas vodonik je dovođen u drugi deo sistema. U drugoj komori, gas vodonik je reagovao sa CO 2, formirajući metan i vodu, koji se ponovo reciklira u prvi korak sa fotoreaktorom.
Zatim su napravili niz ćelija od 130 kvadratnih stopa – veličine male spavaće sobe – koje su neprekidno radile tri dana u različitim vremenskim uslovima. Iako obećavajući, tim prepoznaje da efikasnost sistema veštačke fotosinteze treba da se poboljša pre nego što ovi uređaji postanu održive opcije za proizvodnju električne energije velikih razmera.
Istraživači kažu da bi ovaj sistem dokaza o konceptu mogao biti prilagođen da pomogne u proizvodnji prekursora za plastiku ili druge hemijske sirovine, kao i da se poveća za proizvodnju većih količina održivih biogoriva.
