Vezměte umělé listy do vzduchu z laboratoře.
Umělé listy napodobují fotosyntézu – proces, při kterém rostliny používají vodu a oxid uhličitý ze vzduchu k výrobě sacharidů pomocí energie ze slunce. Ale i nejmodernější umělé listy, které slibují snížení oxidu uhličitého v atmosféře, fungují pouze v laboratoři, protože používají stlačený čistý oxid uhličitý z nádrží.
Nyní však vědci z University of Illinois v Chicagu navrhli konstrukční řešení, které by mohlo vzít umělé listy z laboratoře a přemístit je do prostředí. Díky použití oxidu uhličitého ve vzduchu (silný skleníkový plyn) bude vaše vylepšená čepel nejméně 10krát účinnější při přeměně oxidu uhličitého na palivo než přírodní čepele. Jejich nálezy jsou publikovány v časopise. ACS Sustainable Chemistry and Engineering.
“Dosud všechny návrhy umělých listů testované v laboratoři používají oxid uhličitý z tlakových nádrží.” Aby mohla být tato zařízení úspěšně implementována v reálném světě, musí být schopna extrahovat oxid uhličitý z mnohem zředěnějších zdrojů. Je to jako vzduch a spaliny, což je plyn emitovaný uhelnými elektrárnami, “uvedl Meenesh Singh, náměstek profesora chemického inženýrství na UIC College of Engineering a odpovídající autor novin.
To znamená, že musí mít způsoby, jak sbírat a koncentrovat oxid uhličitý ze vzduchu, aby oddělili zdroj oxidu uhličitého pod tlakem od listů a poháněli své umělé fotosyntetické reakce.
Singh a jeho kolega Aditya Prajapati, postgraduální student ve své laboratoři, navrhli řešení tohoto problému zapouzdřením tradičního umělého listu uvnitř průhledné kapsle vyrobené z polopropustné vodou naplněné kvartérní amoniové pryskyřice. Když je membrána zahřátá slunečním světlem, umožňuje odpařování vody uvnitř. Jak voda prochází membránou, selektivně odstraňuje oxid uhličitý ze vzduchu. Umělá fotosyntetická jednotka uvnitř kapsle se skládá z absorbéru světla potaženého katalyzátory, které přeměňují oxid uhličitý na oxid uhelnatý, který lze sifonovat a použít jako základ pro výrobu různých syntetických paliv. Vyrábí se také kyslík, který lze shromažďovat nebo uvolňovat do okolního prostředí.
“Zabalením tradiční technologie umělých listů do této konkrétní membrány může celá jednotka fungovat jako přírodní list venku,” řekl Singh.
Podle jeho výpočtů by 360 listů, každý o délce 1,7 metru a šířce 0,2 metru, produkovalo asi půl tuny oxidu uhelnatého denně, což by mohlo být použito jako základ pro syntetická paliva. Tři sta šedesát těchto umělých listů, které pokrývají plochu 500 metrů čtverečních, mohou snížit hladinu oxidu uhličitého v okolním vzduchu o 10 procent do 100 metrů od pole za jeden den.
“Náš koncepční design využívá hotové materiály a technologie, které v kombinaci mohou vytvořit umělý list připravený k použití mimo laboratoř, kde může hrát důležitou roli při snižování skleníkových plynů v atmosféře,” uvedl. Singh.
Zdroj příběhu:
Materiály poskytované University of Illinois v Chicagu. Poznámka: Obsah lze upravovat podle stylu a délky.
