GreenTech-BG

Българският сайт за зелени технологии

Напредък в осъществяването на изкуствена фотосинтеза

August 4, 2008

Бях повече от сигурна, че след двете дълги седмици оff-line ме очакват новини от сорта: ”Невероятен пробив в областта на …”. И разбира се не се излъгах. Особено интригуващо е съобщението от 31-ви юли, че изследователи от MIT са намерили евтин и лесен начин за съхранение на енергията от слънцето.

Разработеният от тях каталитичен процес мнозина наричат пробив в областта на неорганичната химия. С помощта на нов, евтин и лесен за производство катализатор те могат да осъществят разграждането на водата до кислород и водород под въздействието на слънчевата енергия.
По осъществяването на „изкуствена фотосинтеза” се работи отдавна. Пробивът на изследователите от MIT е в това, че с помощта на техния катализатор тя се осъществява икономически изгодно и лесно. Използваните досега катализатори съдържаха редки елементи и бяха изключително скъпи, което правеше разграждането на водата една утопична технология, без практическо приложение.

Резервоар за слънчевата енергия се явява полученият водород – той може да бъде изгорен при нужда и от получената енергия да се генерира електричество – по всяко време, дори когато няма слънце. Така се преодолява най-големият недостатък на слънцето като източник на електроенергия – достъпност само в няколко пикови часа на денонощието.

Постигнатото от професорът по химия Daniel Nocera всъщност е венец на усилията на много научни колективи да разгадаят процеса на фотосинтеза и да го повторят в лабораторни условия. След годините усилена работа по цял свят днес откритието на Nocera се определя от професорът по химия от немския Friedrich Alexander University Karsten Meyer като „най-значителното откритие на столетието”.

Забележителното при новия катализатор на Nocera е, че за разлика от своите предшественици, за които се считало че трябва да се знае и предсказва мястото и поведението на всеки атом, новият катализатор има аморфна структура и е относително нестабилен. Но именно това е огромното му предимство, защото тези свойства му позволяват да се „възстановява” и да продължава да работи.

В своята експериментална система Nocera потапя електрод от индиев окис във воден разтвор на кобалтов и калиев фосфат. Когато към електрода се подаде напрежение, върху него се натрупват всички калиеви, кобалтови и фосфатни йони от разтвора и образуват така катализатор, който подпомага разпадането на водните молекули до кислород и водородни йони. На другият електрод, покрит с платинен катализатор, водородните йони образуват газообразен водород.

На практика до този момент Nocera е постигнал само една от целите на своя експеримент – получаването на кислород в процес на изкуствена фотосинтеза – и сега му остават още няколко важни стъпки. Първо – да намери достъпен и евтин заместител и на платиновия електрод, който да катализира образуването на водород от водородните йони в разтвора. Същото, което постигна по отношение на кислородния катализатор. Това не би било особено трудно според John Turner, изследовател в National Renewable Energy Laboratory в Golden, CO. Има множество многообещаващи нови материали, които ще бъдат тествани в следващите месеци. И тогава остава третата стъпка – да се намери материал, който да абсорбира слънчевата светлина, като генерира нужните електрони за катализаторите. Това ще позволи процесът да се осъществява директно под действието на слънчевата светлина, защото в момента се ползва електричество от мрежата.

„Красотата на тази система е в това, че тя е толкова проста, че веднага позволява на множество изследователи да започнат работа по нейното усъвършенстване” – казва професорът по химия и биохимия от Arizona State University Thomas Moore. Така че успешното осъществяване на стъпки 2 и 3 вероятно няма да бъде далеч във времето.

По материали от: MIT Тechnology Review

Видеодемонстрация

Био на автора: Севдалина Пеева:
Публикувам в Greentech-BG от февруари 2008 с фокус зелени технологии и иновативни решения, които ще помогнат да живеем в един по-чист свят.
Теми: алтернативна енергия, биомиметика, вода, енергия от слънцето, инженерни предизвикателства, Нови материали, слънчева енергия, съхраняване на енергия

  1. александър
    05 Aug 08
    8:19 am

    интересна новина, но има няколко негативни неща според мен в тази технология. използва се вода за получаването на водород, но както всички знаем водните ресурси на земята са ограничени и при положение, че има хора без достъп до питейна вода не е много разумно тя да се използва за гориво. трябва да се намери някакъв баланс или примерно да се използва само замърсена вече вода, която нестава за пиене, но това отново намалява водния баланс.

    другото нещо е че водородът трябва да се въхранява под високо налягане, което е доста опасно. необходими са строги мерки за безопасност ако се използва това гориво.

  2. Севдалина Пеева
    05 Aug 08
    10:14 am

    Проблемът е с недостатъчното количество сладка, т.е. питейна вода. Иначе като цяло водата е в изобилие, не мисля че това би било препъни-камък за подобна технология.

  3. Joro
    05 Aug 08
    12:37 pm

    Водата е абсолютно в изобилие. Климатиците дори го събират от въздуха – конденза дето изтича. Проблема при подобни технологии повече е в енергията и процесите. А и като „изгори“ водорода, в какво се превръща? Пак във вода, че дори и дестилирана.

  4. @александър
    какво става като водорода се саедини с кислород ? 🙂 оделя се енергия и вода колега 🙂

Добавете коментар

XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>