Sztuczna fotosynteza produkuje wodór za pomocą nanocząstek
W dziedzinie energii odnawialnej wodór jest uważany za jedną z nadziei na wykorzystanie źródeł obfitej energii tam, gdzie są one najpilniej potrzebne. Nadmiar światła słonecznego lub wiatru można wykorzystać do wytworzenia H2 w celu zasilania pociągów, statków lub dostarczania energii elektrycznej do sieci, gdy jest ciemno i bezwietrznie. Jednak obecny proces hydrolizy, tj. rozszczepiania wody za pomocą przyłożonego napięcia, wymaga skomplikowanego sprzętu. Ponadto uzyskana wydajność jest poniżej normy, ponieważ energia elektryczna jest najpierw generowana przez fotowoltaikę, a następnie wykorzystywana do produkcji wodoru.
Przykład fotosyntezy pokazuje, że samo światło słoneczne jest całkowicie wystarczające do rozbicia i ponownego złożenia cząsteczek. Wymaga to funkcjonalnych cząsteczek lub nanocząsteczek oraz struktury polimerów, które zapewniają prawidłowe rozmieszczenie poszczególnych składników.
Naukowcom z Japonii udało się odtworzyć zasadę fotosyntezy w taki sposób, że CO2 nie jest przekształcany w cukier, ale woda jest rozkładana na podstawowe składniki. Wykorzystano do tego ruten i platynę, które są również stosowane w katalizatorach samochodowych i ogniwach paliwowych. Wodór może być następnie generowany bezpośrednio z wody za pomocą promieniowania słonecznego.
To, co czyni ten proces szczególnie godnym uwagi, to wydajność, o której obecnie mówi się, że mieści się w zakresie fotowoltaiki, tj. około 20%. Ten aspekt jest szczególnie ważny, aby wodór mógł być produkowany rozsądnie i opłacalnie. Z drugiej strony, w normalnych warunkach rośliny są w stanie przetworzyć jedynie 1% energii uzyskanej ze światła słonecznego.
Wciąż jednak pozostaje kilka przeszkód do pokonania. Wykorzystanie tej technologii na dużą skalę nie zostało jeszcze przetestowane, a trwałość tak zwanego hydrożelu również musi zostać udowodniona. Wreszcie, platyna i ruten nie są powszechnie występującymi pierwiastkami. Ten ostatni jest jednym z najrzadszych pierwiastków ze wszystkich.
Nie są to idealne warunki, ale kilka niewiadomych nie powinno zniechęcić naukowców do pomysłu produkcji wodoru przy użyciu samego światła słonecznego.
Źródło(a)
