211service.com
Et stort spring for et kunstigt blad
Det bioniske blad er et skridt tættere på virkeligheden.
Daniel Nocera, en professor i energividenskab ved Harvard, der var banebrydende for brugen af kunstig fotosyntese, siger, at han og hans kollega Pamela Silver har udtænkt et system, der fuldender processen med at fremstille flydende brændstof fra sollys, kuldioxid og vand. Og de har gjort det med en effektivitet på 10 procent ved at bruge ren kuldioxid - med andre ord bliver en tiendedel af energien i sollys fanget og omdannet til brændstof. Det er meget højere end naturlig fotosyntese, som omdanner omkring 1 procent af solenergien til de kulhydrater, der bruges af planter, og det kan være en milepæl i skiftet væk fra fossile brændstoffer. Det nye system er beskrevet i et nyt papir ind Videnskab .
Bill Gates har sagt, at for at løse vores energiproblemer skal vi en dag gøre, hvad fotosyntese gør, og at vi en dag måske kan gøre det endnu mere effektivt end planter, siger Nocera. At en dag er kommet.
I naturen bruger planter sollys til at lave kulhydrater ud fra kuldioxid og vand. Kunstig fotosyntese søger at bruge de samme input - solenergi, vand og kuldioxid - til at producere energitætte flydende brændstoffer. Nocera og Silvers system bruger et par katalysatorer til at spalte vand til ilt og brint og tilfører brinten til bakterier sammen med kuldioxid. Bakterierne, biomanipuleret til specifikke egenskaber, omdanner kuldioxid og brint til flydende brændstoffer.
Flere virksomheder, bl.a Joule Ubegrænset og LanzaTech , arbejder på at producere biobrændstoffer fra kuldioxid og brint, men de bruger bakterier, der forbruger kulilte eller kuldioxid, frem for brint. Noceras system, siger han, kan fungere ved lavere temperaturer, højere effektivitet og lavere omkostninger.
Noceras seneste arbejde er virkelig ret fantastisk, siger Peidong Yang fra University of California, Berkeley. Yang har udviklet et lignende system med meget lavere effektivitet. Ydeevnen af dette system er uden sidestykke i noget andet kunstigt fotosyntesesystem, der er rapporteret til dato, siger han.
Det nye system kan bruge ren kuldioxid i gasform eller kuldioxid fanget fra luften - hvilket betyder, at det kan være kulstofneutralt og ikke indføre yderligere drivhusgasser i atmosfæren. De 10 procent, der bruger ren CO2, siger Nocera. At tillade bakterierne selv at fange kuldioxid fra luften, tilføjer han, resulterer i en effektivitet på 3 til 4 procent - stadig væsentligt højere end naturlig fotosyntese. Det er biologiens magt: Disse bioorganismer har naturlige CO2-koncentrationsmekanismer.
Noceras forskning adskiller sig fra det arbejde, der udføres af Fællescenter for kunstig fotosyntese , et U.S. Department of Energy-finansieret program, der søger at bruge uorganiske katalysatorer, snarere end bakterier, til at omdanne brint og kuldioxid til flydende brændstof. Ifølge Dick Co, der leder Solar Fuels Institute ved Northwestern University ligger innovationen af det nye system ikke kun i dets overlegne ydeevne, men også i dets sammensmeltning af to sædvanligvis adskilte felter: uorganisk kemi (for at spalte vand) og biologi (for at omdanne brint og kuldioxid til brændstof). Det, der virkelig er spændende, er den hybride tilgang til kunstig fotosyntese, siger Co: Det er spændende at se kemikere parre sig med biologer for at fremme feltet.
Kommercialisering af teknologien vil sandsynligvis tage år. Under alle omstændigheder ser udsigten til at omdanne sollys til flydende brændstof pludselig meget tættere på.