Широко используется газ, который в настоящее время производится из ископаемого топлива, вместо этого можно сделать для себя искусственные листья’, который использует только солнечный свет, двуокись углерода и воду, которые затем могут быть использованы для разработки устойчивого жидкого альтернативного топлива бензину.
Углеродно-нейтральный устройство устанавливает новые стандарты в области Солнечной топливом, после того, как исследователи из Кембриджского университета показали, что он может непосредственно производить газ — синтез-газ — назвал устойчивым и простым способом.
А не работающие на ископаемом топливе, искусственных листьев питается от солнечного света, хотя она по-прежнему эффективно работает в облачные и пасмурные дни. И в отличие от нынешних промышленных процессов получения синтез-газа, листьев не выпускает каких-либо дополнительных углекислого газа в атмосферу. Результаты представлены в журнале Nature материалы.
Синтез-газ является в настоящее время изготавливают из смеси водорода и окиси углерода, и использована для того чтобы произвести широкий спектр товаров, таких как топливо, фармацевтические препараты, пластмассы и удобрения.
«Вы не слышали синтез-газа сама, но каждый день, вы потребляете продукты, которые были созданы с помощью его. Будучи в состоянии производить его устойчиво будет важным шагом в преодолении глобального углеродного цикла и создание устойчивой химической и топливной промышленности,» сказал старший автор профессор Эрвин Рейснер из Департамента Кембриджа химии, который провел семь лет, работая для достижения этой цели.
В Рейснер устройства и образцы их коллеги вдохновлен фотосинтез — естественный процесс, посредством которого растения используют энергию солнечных лучей, чтобы превратить углекислый газ в пищу.
На искусственный лист, две легкие амортизаторы, похожие на молекулы в растениях, которые собирают солнечный свет, в сочетании с катализатором изготовлены из природного распространенный элемент кобальт.
Когда устройство погружено в воду, один поглотитель света использует катализатор для производства кислорода. Другой осуществляет химическая реакция, которая уменьшает углекислого газа и воды в угарный газ и водород, образуя смесь синтез-газа.
В качестве дополнительного бонуса, исследователи обнаружили, что их легкие поглотители работать даже при низком уровне солнечного света в дождливый или пасмурный день.
«Это означает, что вы не ограничены использованием этой технологии только в теплых странах, или только операционной процесс в течение летних месяцев», — сказал аспирант Вергилий Андрей, первый автор бумаги. «Вы могли использовать его с рассвета до заката, в любую точку мира».
Исследование проводилось в лаборатории Кристиана Допплера для устойчивого химии синтез-газ на факультете химии. Он был совместно финансируется правительством Австрии и Австрийской нефтехимическая компания OMV, которая ищет способы сделать свой бизнес более устойчивым.
«ОМВ был страстным сторонником Кристиана Доплера лаборатории за последние семь лет. Фундаментальные исследования для получения синтез-газа в качестве основы для жидкого топлива нейтрально углерода является новаторской», — сказал Майкл-Дитер Ульбрих, главный советник в OMV.
Другие устройства искусственных листьев ‘были разработаны, но они, как правило, только водород. Исследователи Кембриджского сказать, почему они были в состоянии сделать их производить синтез-газ устойчиво благодаря сочетанию материалов и катализаторов, которые они использовали.
Они включают государство-оф-искусство перовскита свет амортизаторы, которые обеспечивают высокое фото-ЭДС и электрического тока для питания химической реакции, с помощью которых диоксид углерода снижается до окиси углерода, по сравнению с легкими поглотителей, изготовленных из кремния или красителя сенсибилизированных материалов. Исследователи также использовали кобальт, как их молекулярный катализатор, вместо платины или серебра. Кобальт является не только более дешевой, но это лучше производить монооксид углерода, чем другие катализаторы.
Команда сейчас ищет пути, чтобы использовать свои технологии, чтобы производить устойчивое жидкое альтернативное топливо на бензин.
Синтез-газ уже используется в качестве строительного блока при производстве жидкого топлива. «Что мы хотим делать дальше, вместо того, синтез-газ и затем ее преобразования в жидкое топливо, сделать жидкого топлива из углекислого газа и воды», — сказал Рейснер, который также является сотрудником Сент-Джонс-колледжа.
Несмотря на большой прогресс в генерации электроэнергии из возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и фотовольтаика, Рейснер говорит о развитии синтетический бензин жизненно необходим, как электричество в настоящее время может удовлетворить только около 25% от общего мирового спроса на энергоносители. «Существует большой спрос на жидкое топливо в силу тяжелого транспорта, судоходства и авиации устойчиво», — сказал он.
«Мы нацелены на устойчивое создание продуктов, таких как этанол, который может быть использован в качестве топлива», — сказал Андрей. «Это вызов, чтобы произвести его в одном шаге от солнечных лучей с помощью уменьшения реакции двуокиси углерода. Но мы уверены, что мы идем в правильном направлении, и что мы имеем право катализаторов, поэтому мы считаем, что мы сможем выпускать устройства, которые могут продемонстрировать этот процесс в ближайшем будущем».
Исследование также финансировалось в рамках программы Уинтон за физику устойчивости, биотехнологии и биологических наук исследовательского совета, а также инженерных и физических наук исследовательский совет.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!