Бездротовий пристрій забезпечує очищення палива від сонячного світла, вуглекислого газу та води

Дослідники розробили автономний пристрій, який перетворює сонячне світло, вуглекислий газ і воду в пальне, яке не має вуглецю, не вимагаючи додаткових компонентів і електрики.

Пристрій, розроблений командою з Кембриджського університету, є важливим кроком до досягнення штучного фотосинтезу — процесу, що імітує здатність рослин перетворювати сонячне світло в енергію. Він заснований на вдосконаленій технології "фотошпалер" і перетворює сонячне світло, вуглекислий газ і воду в кисень і мурашину кислоту — пальне, яке може бути використане безпосередньо або перетворене у водень.

Результати, повідомлені в журналі Енергія природи, представляють новий метод перетворення вуглекислого газу в чисте паливо. Бездротовий пристрій можна збільшити і використовувати на енергетичних фермах, подібних до сонячних ферм, виробляючи чисте паливо, використовуючи сонячне світло і воду.

Збір сонячної енергії для перетворення вуглекислого газу в паливо є перспективним способом скорочення викидів вуглецю та переходу від викопного палива. Однак виробляти ці чисті види палива без небажаних побічних продуктів складно.

"Було складно досягти штучного фотосинтезу з високим ступенем селективності, щоб ви перетворювали якомога більше сонячного світла в потрібне паливо, а не залишалися з великою кількістю відходів", — сказав перший автор Dr. Цянь Ван з хімічної кафедри.

"Крім того, зберігання газоподібного палива та розділення побічних продуктів може бути складним. Ми хочемо дійти до того, коли ми можемо чисто виробляти рідке паливо, яке також легко зберігатись і транспортувати", — сказав професор Ервін Рейснер, газета старший автор.

У 2019 році дослідники з групи Рейснера розробили сонячний реактор на основі "штучного листя", який також використовує сонячне світло, вуглекислий газ і воду для отримання палива, відомого як сингс. Нова технологія виглядає і поводиться досить схоже на штучний лист, але працює по-іншому і виробляє мурашину кислоту.

Хоча в штучних листках використовуються компоненти сонячних батарей, новий пристрій не потребує цих компонентів і покладається виключно на фотокаталізатори, вбудовані в аркуш для створення так званого листа фотокаталізатора. Листи складаються з напівпровідникових порошків, які можна приготувати у великих кількостях легко та економічно.

Крім того, ця нова технологія є більш надійною і виробляє чисте паливо, яке простіше зберігати і показує потенціал для виробництва паливної продукції в масштабах. Тестовий блок має розмір 20 квадратних сантиметрів, але дослідники стверджують, що масштабування його до кількох квадратних метрів має бути досить простим. Крім того, мурашина кислота може накопичуватися в розчині і хімічно перетворюватися в різні види палива.

"Ми були здивовані тим, наскільки добре він працював з точки зору своєї вибірковості — він майже не давав побічних продуктів", — сказав Ван. "Іноді все не працює так добре, як ви очікували, але це був рідкісний випадок, коли він насправді працював краще"

Каталізатор на основі кобальту, що перетворює вуглекислий газ, легко виготовити та відносно стабільний. Незважаючи на те, що цю технологію буде легше розробити, ніж штучний аркуш, ефективність все ще потребує покращення, перш ніж будь-яке комерційне впровадження буде розглянуте. Дослідники експериментують із низкою різних каталізаторів для підвищення як стабільності, так і ефективності.

Поточні результати були отримані у співпраці з командою професора Казунарі Домена з Токіоського університету, співавтором дослідження.

Зараз дослідники працюють над подальшою оптимізацією системи та підвищенням ефективності. Крім того, вони вивчають інші каталізатори для використання на пристрої для отримання різних сонячних палив.

"Ми сподіваємося, що ця технологія прокладе шлях до сталого та практичного виробництва сонячного палива", — сказав Рейснер.

Facebook Comments