Ученые всего мира стремятся создавать синтетическое топливо различными способами, надеясь смягчить ущерб, наносимый климату нашей зависимостью от ископаемого топлива. Большая часть исследований пытается имитировать фотосинтез, процесс, при котором растения получают энергию, используя CO2 и воду.
Кембриджская команда под руководством профессора Эрвина Рейснера изучает возможность использования «искусственных листьев» для воссоздания процесса фотосинтеза, используя солнечную энергию для создания многоуглеродного топлива. Однако до сих пор этот метод всегда основывался на промежуточном этапе создания синтетического газа, смеси водорода и монооксида углерода, который затем можно было бы дополнительно перерабатывать для производства топлива, фармацевтических препаратов, пластмасс и удобрений.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Energy, команда Ресинера описывает, как они использовали катализатор на основе меди и палладия, который позволил искусственному листу производить более сложные химические вещества, в частности этанол и н-пропанол, без предварительного производства синтез-газа.
«Подсветка искусственных листьев солнечным светом и получение жидкого топлива из углекислого газа и воды — удивительная часть химии», — сказал доктор Мотиар Рахаман, первый автор статьи.
«Обычно, когда вы пытаетесь преобразовать CO2 в другой химический продукт с помощью устройства из искусственного листа, вы почти всегда получаете угарный газ или синтетический газ, но здесь мы смогли произвести практичное жидкое топливо, просто используя энергию Солнца. Это захватывающий прогресс, который открывает совершенно новые возможности в нашей работе».
По словам исследователей, другие ученые смогли производить аналогичные химические вещества с использованием электроэнергии, но это первый случай, когда такие сложные химические вещества были получены с использованием энергии непосредственно от Солнца. В настоящее время устройство является доказательством концепции и показывает скромную эффективность. Исследователи работают над оптимизацией поглотителей света, чтобы они могли лучше поглощать солнечный свет, и над оптимизацией катализатора, чтобы он мог преобразовывать больше солнечного света в топливо. Также потребуется дальнейшая работа, чтобы сделать устройство масштабируемым, чтобы оно могло производить большие объемы топлива, потенциально конкурируя с производством биоэтанола.
«Биотопливо, такое как этанол, является спорной технологией, не в последнюю очередь потому, что оно занимает сельскохозяйственные земли, которые вместо этого можно было бы использовать для выращивания продуктов питания», — сказал профессор Рейснер.
«Несмотря на то, что предстоит еще много работы, мы показали, на что способны эти искусственные листья. Важно показать, что мы можем выйти за рамки простейших молекул и создавать вещи, которые непосредственно полезны при переходе от ископаемого топлива».
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК
Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов
hello@technovery.com