Бионические листья производят энергию из воды и света
Ученые из Гарвардского университета уже не один год разрабатывают систему, которая бы позволила получать энергию с помощью фотосинтеза. Эффективность бионических листьев в 10 раз выше эффективности натуральных живых листьев.
Новая технология выглядит многообещающей, так как поможет снизить потребность в выращивании продовольственных культур для биотоплива, которые занимают огромные площади. Плантации кукурузы и сахарного тростника занимают землю, которую можно было бы использовать для продовольственных нужд. Мелкие фермеры в Африке, Азии и Латинской Америке страдают от такой политики. Новая технология поможет защитить запасы продовольствия и права местных жителей. Ведь место, необходимое для солнечных батарей — это всего лишь одна десятая размера земли необходимой для сахарного тростника.
Искусственные листья
Изобретение получило название Бионический лист 2.0. В основе лежит использование солнечных батарей для расщепления молекулы воды на кислород и водород — процесс фотосинтеза. На этом этапе газы уже можно использовать для выработки электричества. А использование бактерий дает возможность создать жидкое топливо. Для этого водород поступает в отсек, где перерабатывается ими, а затем, посредством специального металлического катализатора и углекислого газа, производится жидкое топливо. Таким способом можно получать такие соединения, как изобутанол, изопентан и другие.
Устройство состоит из кремниевой пластины, размером с кредитку, которая покрыта с обеих сторон различными катализаторами. Кремний, поглощая солнечный свет, передает энергию катализаторам, которые занимаются расщеплением воды на молекулы водорода и кислорода. Конечно, одной кремниевой пластинки для работы не достаточно, так как у кремния не хватит напряжения для проведения реакции расщепления. Поэтому разработчики использовали материал, состоящий из трех слоев кремниевых элементов. Устройство поместили в прозрачную емкость, где оно подвергается солнечному излучению. В процессе выработки газы потоком устремляются к поверхности. Команда ученых проводила тестирование в течение недели, используя воду из близлежащей реки Чарльз в Кембридже. За это время не было отмечено снижения эффективности устройства. Теперь необходимо продолжить тестирование в морской воде. Исследователи предполагают, что серийное производство возможно через 5 лет.
Водород – готовое топливо, которое можно сжигать или использовать в топливных элементах для производства электроэнергии, в любом случае на выходе снова получается вода. Поэтому, устройство сможет стать источником дешевой, чистой и доступной энергии, для которого требуется наличие только лишь воды и солнца.
Будущее искусственного фотосинтеза
Когда технология станет широко использоваться, она сможет заменить процессы по переработке нефти и выращивание биотоплива. Например, если цена за выбросы углекислого газа станет слишком высокой, бионический лист получит возможность проявить себя, как альтернативный источник энергии. Но, на сегодняшний день выращивание растений для биотоплива или добыча ископаемых дешевле, чем производство возобновляемой энергии.
|
|