Изследователи от университета в Кеймбридж разработиха „изкуствено листо“, което използва само слънчева светлина, въглероден двуокис и вода за производство на сингаз (синтетичен газ). Това е широко използван газ, понастоящем добиван от изкопаеми горива, който в бъдеще може да се използва за разработване на течно гориво – устойчива алтернатива на бензина.
Устройството с нулеви емисии на въглерод залага ново ниво в сектора на добиваната от слънце енергия, след като изследователи от университета в Кеймбридж доказаха, че то може директно да произвежда сингаз по устойчив и прост начин. Изкуственото листо се захранва от слънчева светлина, но работи ефективно дори в облачни дни. И за разлика от съвременните индустриални процеси за производство на синтетичен газ, листото не отделя въглероден двуокис. Понастоящем сингаз се получава от смес от водород и въглероден оксид и се използва за производство на течни горива, фармацевтични продукти, пластмаси и торове.
Проф. Ървин Райзнер от катедрата по химия в Кеймбридж, който работи в продължение на седем години за постигането на тази цел, споделя: „Може да не сте чували за самия синтетичен газ, но всеки ден консумирате продукти, създадени с негова помощ. Възможността за устойчивото му производство ще бъде критична стъпка за затваряне на глобалния въглероден цикъл и създаване на устойчива химическа и горивна индустрия“.
Изобретението, което разработват Райзнер и неговите колеги, е вдъхновено от фотосинтезата – естествения процес, при който растенията използват енергията на слънчевата светлина, за да превърнат въглеродния двуоксид в своя храна. В изкуственото листо два светлинни абсорбатора, подобни на молекулите в растенията, се комбинират с катализатор, направен от намиращия се в изобилие в природата елемент кобалт. Когато устройството е потопено във вода, един от абсорбаторите на светлина използва катализатора за производство на кислород. Другият провежда химическа реакция, която превръща въглеродния двуокис и водата във въглероден оксид и водород, образувайки сингаз.
Сингаз вече се използва като съставка при производството на течни горива. „Това, което бихме искали да направим по-нататък, вместо първо да добиваме синтетичен газ и след това да го превръщаме в течно гориво, е да създадем течното гориво в една стъпка директно от въглероден двуокис и вода“, обяснява Райзнер.
Въпреки значителния напредък в производството на електроенергия от възобновяеми енергийни източници като вятърна енергия и фотоволтаични системи, разработването на синтетични горива е жизненоважно, тъй като в момента електрическата енергия удовлетворява едва около 25% от общото глобално потребление на енергия. Има голяма нужда от течни горива за устойчиво развитие на тежкия транспорт, корабоплаването и авиацията.
Резултатите на екипа от Кеймбридж са публикувани в списанието Nature Materials.