Dr. Qian Wang, a tanulmány vezető szerzője arról beszélt az egyetem kémiai tanszékének nyilatkozatában, hogy meglehetősen nehéz dolguk volt a mesterséges fotoszintézist magas szintű szelektivitással elérni, azaz, hogy a lehető legnagyobb mennyiségű napfényt alakítsák át üzemanyaggá jelentős hulladéktermelés helyett. Az új eszköz az úgynevezett "fotólap" technológián alapul: segítségével oxigént és hangyasavat nyernek ki, amelyek tetszés szerint vagy tüzelőanyagként tárolhatók, vagy hidrogénné alakíthatók, ezáltal tiszta energiát biztosítanak.

"Egy olyan folyékony üzemanyag előállítására törekszünk, ami könnyen tárolható és szállítható" - mondja Erwin Reisner, a tanulmány másik vezető szerzője.

A kezdeti kísérletekben egy mindössze húsz négyzetcentiméteres felületen próbálták ki az eszközt, ám a kutatók szerint ezt a területet viszonylag egyszerűen növelhetik, illetve újragyárthatják, így idővel remélhetőleg úgy sorakoznak majd egymás mellett - miközben természetesen energiát termelnek -, akár a napelemek egy napelemfarmon. A jelenlegi fejlesztéseken dolgozó szakemberek korábban már megalkottak egy hasonló elven működő "mesterséges levelet", ám számos problémába ütköztek, hiszen nehezebb volt vele dolgozni, valamint arra sem találtak megoldást, hogy hogyan növelhetnék a méretét anélkül, hogy sérülések keletkeznének a felületén. Az új készüléket ellenben könnyebb gyártani, és viszonylag stabil állapotú is marad - állítják a kutatók, így hatékonyabb módon képesek az üzemanyag előállítására. Ugyanakkor hozzátették, hogy még további munkára van szükség a termelés javítása érdekében, hogy valóban nagyobb mennyiségben tudjanak energiát termelni.

"Reméljük, hogy ez a technológia előkészíti az utat a fenntartható és praktikus napenergia-előállítás felé" - jegyezte meg Reisner professzor.

Mások is kísérleteznek a zöld módszerrel

Nevezetesen az Illinois-i Egyetem kémikus kutatói, akik folyékony üzemanyagot állítanak elő a légköri szén-dioxidból mindössze fény és víz felhasználásával. Eljárásuk közelebb viheti az emberiséget a zöldebb üzemanyagokhoz. Fotoszintézis során a növények napfény, víz, valamint légköri szén-dioxid felhasználásával, a klorofill molekuláik segítségével termelnek energiatárolásra alkalmas molekulákat, mint például glükózt. Az illinois-i kutatók célja az volt, hogy a megújuló energiaforrás, vagyis a Nap segítségével mesterségesen állítsanak elő hasonló alapanyagokból folyékony üzemanyaggá alakítható komplex molekulákat. A molekulák a kémiai kötéseikben tárolják el a napfény nyújtotta energiát, és a segítségükkel fénymentes időszakokban, vagy a csúcsfogyasztás idején is lehet napfényen alapuló energiahordozót használni.

A módszerben a növényi klorofill szerepét arany nanorészecskék töltik be, lényegében ezek szolgálnak katalizátorként a víz és a szén-dioxid között lejátszódó reakciókban. A kölcsönhatásokat a fény zöld színű összetevője látja el energiával, ezt nyelik el az arany részecskék, elektronokat és protonokat bocsátanak ki, amelyek elősegítik a víz és a szén-dioxid közti kémiai kötések kialakulását. Érdekes módon az arany különösen jó katalizátornak bizonyult, mivel

más fémekkel ellentétben nem korrodálódnak a belőle készült nanorészecskék, hatékonyan nyeli el a fényt, a részecskék felülete pedig elősegíti a szén-dioxid reakcióit.

Noha a kutatók szerint módszerük hatékonysága távolról sem egyforma a növények fotoszintézisével, de ezen további fejlesztésekkel még javítani szeretnének. Ehhez a katalizátort szükséges behangolni, ha ezt sikerül megoldani, akkor már csak a tömegtermelés folyamatát kell kidolgozniuk - írja a Nature Communications. Az így készített folyékony szénhidrogén-üzemanyagot nem lenne célszerű hagyományos módon felhasználni, mivel akkor megegyezne a fosszilissel. Szerencsére világszerte zajlanak olyan kísérletek, amelyekben ezen szénhidrogén-molekulákból más módon nyernek áramot.

(Fotó: Pixabay)