lovesouthernsocial.com

Ang bagong paraan ay magiging napakahalaga para sa pagkuha ng enerhiya

Maaaring narinig mo na ang tungkol sa proseso kung saan ang mga halaman at iba pang mga organismo ay nagbabago ng sikat ng araw sa enerhiya ng kemikal. Salamat sa photosynthesis, isang proseso kung saan ang mga halaman o algae ay naglalabas ng oxygen (O 2 ) at kumakain ng carbon dioxide (CO 2 ), ang buhay sa Earth ay patuloy na umiiral. Ngunit paano kung maaari nating gawing artipisyal ang gayong natural na paraan ng pagkuha ng enerhiya?

Ang isang pangkat ng mga mananaliksik mula sa Institute of Chemistry (IQ) ng State University of Campinas (Unicamp) ay bumuo ng mga materyales sa isang nanometric scale (ika-bilyong bahagi ng isang metro) upang subukang magsagawa ng photosynthesis nang artipisyal, na may pangunahing layunin ng paggawa ng enerhiya.

"Batay sa umiiral na kaalaman sa natural na sistema ng photosynthesis na isinasagawa ng mga halaman, sinusubukan naming i-reproduce ang mga mahahalagang punto para sa photosynthetic function sa mga artipisyal na materyales, para sa kuryente o kahit na gasolina mula sa solar energy", sabi ni Jackson Dirceu Megiatto Júnior, propesor mula sa Unicamp's IQ, sa FAPESP Agency.

Ang ideya ng artificial photosynthesis ay nagsimula sa simula ng ika-20 siglo, ngunit ito ay itinuturing lamang na posible ilang taon na ang nakalilipas, na may ilang mga siyentipikong pagsulong na nagpapahintulot, sa laboratoryo, na gumamit ng solar energy at tubig upang makabuo ng hydrogen at oxygen na mga gas. , ayon sa direktor na si Megiatto .

Sa mga inobasyon, marahil ang pangunahing isa ay ang mga materyales ng katalista na nagpapabilis ng mga reaksyon kapag naisaaktibo ng solar energy, na nagbabasa ng mga molekula ng tubig sa hydrogen at oxygen.

Ang mga silicone solar panel ay binuo din, na nagbubukas ng posibilidad na ikonekta ang mga photoactive na materyales na ito sa mga conventional fuel cell - mga electrochemical cell na nagko-convert ng kemikal sa elektrikal na enerhiya sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga hydrogen at oxygen na gas upang bumuo muli ng mga molekula ng tubig. Ayon kay Dirceu Megiatto, ang hamon ay ikonekta ang mga materyales sa isang fuel cell. "Kung magagamit natin ang hydrogen at oxygen na ginawa ng mga bagong materyales sa isang fuel cell, magiging posible na makabuo muli ng tubig at kuryente at isara ang cycle ng pagsasagawa ng artipisyal na photosynthesis," sabi niya.

Gayunpaman, may ilang mga downsides sa paggamit ng silicon plate bilang isang materyal para sa photosynthesis: mataas na gastos at mahirap na paghawak upang makamit ang ninanais na kadalisayan.

Alternatibo sa silikon

Ang isang alternatibong natural na materyal upang makagawa ng artipisyal na photosynthesis ay hinanap, dahil ang mga silikon na solar panel ay hindi mabubuhay noong panahong iyon. Hinanap ng IQ ng Unicamp ang alternatibong ito sa kalikasan mismo. Walang mas mahusay na katalista kaysa sa chlorophyll, isang pigment na, bilang karagdagan sa pagbibigay nito ng berdeng kulay, ay natural ding ginagamit ng mga halaman para sa photosynthesis. "Ang mga molekula na ito ay ang paraan sa labas ng kalikasan upang ma-absorb ang solar energy. Gayunpaman, mahirap at mahal ang proseso ng kanilang chemical synthesis”, komento ni Megiatto.

Samakatuwid, nilikha ang isang artipisyal na chlorophyll, na tinatawag na porphyrin. Mas madaling gamitin at may chemical stability na hindi ibinibigay ng natural na chlorophyll.

"Ang mga materyales na ito, kapag konektado sa mga catalyst, ay nagpakita na napaka-promising para sa pagbabago ng solar energy sa kemikal na enerhiya sa pamamagitan ng oksihenasyon ng mga molekula ng tubig, ngunit, sa ngayon, ang mga ito ay pinag-aaralan lamang sa may tubig na solusyon at hindi sa isang photosynthetic. device real,” sabi ni Megiatto.

Ngayon ang layunin ay upang bumuo ng isang photoactive polymeric film na may nabuong mga molekula, upang makabuo ng isang solidong materyal, at ideposito ang mga ito sa metal at semiconductor plates (electrodes), na kinakailangan para sa paggana ng isang solar cell.

"Ang kaalaman na nakuha sa proyektong ito ay maaari ding magamit sa pagsasaliksik sa agrikultura upang madagdagan ang ani ng mga halaman na ginagamit para sa produksyon ng mga biofuels", pagtatapos ni Megiatto.

Pinagmulan: Ahensya ng FAPESP