Революционное открытие: искусственный фотосинтез будет производить жидкое топливо

8:04 /  Наука, Новое, ТОП
искусственный фотосинтез

Ученые разработали новый метод искусственного фотосинтеза, который будет производить высокоэнергетические углеводные цепи из парниковых газов – углекислого газа. И ядро ​​всего процесса – наночастицы золота, которые действуют как катализаторы, сообщает kratko-news.com.

Во время естественного фотосинтеза растения преобразуют солнечную энергию в глюкозу. Этот процесс использует воду и углекислый газ. Новый искусственный процесс будет работать аналогичным образом: жидкая химия будет создана без какого-либо хлорофилла в цепочке химических манипуляций.

«Наша цель – производить сжиженные углеводы из избытка CO₂ и других устойчивых источников, таких как солнечный свет. Жидкое топливо идеально, потому что его легче, безопаснее и экономичнее транспортировать, чем газ», – сказал Прашант Джейн, химик из Университета Иллинойса в Урбана-Шампу, США.

Преимущества реализации искусственного фотосинтеза в больших масштабах были бы огромными: мы бы приобрели чистый, устойчивый источник энергии, который мог бы однажды обогреть наши дома и стать топливом наших автомобилей. Все, что нужно, это проводить подобные химические реакции с растениями.

Многие исследовательские лаборатории по всему миру давно преследуют эту цель: с одной стороны, это источник бесконечного топлива для фотосинтеза – солнечной энергии. С другой стороны, это помогло бы потреблять опасные атмосферные загрязнители – CO₂.

Новое исследование П.Джайна проводится на основе его собственного исследования, проведенного в 2018 году: в прошлом году он исследовал, могут ли наночастицы золота использоваться вместо хлорофилла. Хлорофилл – это зеленый пигмент растений, который играет каталитическую роль в естественном фотосинтезе и химической реакции, которая не может быть сама по себе.

«Ученые часто ищут растения, чтобы найти возможности для преобразования солнечной энергии, углекислого газа и воды в топливо», – сказал химик в прошлом году.

Эти эксперименты показали, что маленькие золотые шарики, которые измеряются в нанометрах, могут поглощать видимый зеленый свет и переносить вызванные светом электроны и протоны.

В последнем исследовании была разработана та же методология: двуокись углерода переводилась в сложные углеводородные цепи, включая пропан и метан, синтез которых происходит в ионизированном растворе с наночастицами золота, освещенными солнечным светом.

Применяя этот метод, плазменное возбуждение частиц золота на границе раздела между наночастицами и раствором создает среду с высокой нагрузкой, подходящую для активации CO. Ионизированный раствор стабилизирует промежуточные соединения, несущие заряд, в этом месте, тем самым способствуя многостадийным реакциям восстановления и образованию связей CC.

Такой синтез дает не только метан и пропан, но также этилен, ацетилен и пропилен – соединения с более сложной структурой, которые могут однажды стать полезным накопителем энергии в топливных элементах.

«Жидкие топливные соединения, состоящие из более длинных молекулярных цепей, имеют больше межмолекулярных связей. А это значит, что они имеют более высокую плотность энергии », – сказал Джайн.

Но, как и любой другой метод искусственного фотосинтеза, практические преимущества этого прорыва основаны на эффективности метода и способности реализовать его в промышленных масштабах.

В связи с этим ученые признают, что все еще существует необходимость в улучшении способности наночастиц золота катализировать необходимые химические реакции и расширении возможностей этого метода в промышленных масштабах.

Архивы

Май 2019
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Апр   Июн »
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

При копировании материалов активная ссылка на сайт обязательна. Kratko-News.com © 2012-2019.