Je li umjetni list spreman za stvarni svijet?

Umjetni list koji može izvući ugljikov dioksid iz rijetkog zraka

Biljke su zadivljujuće male tvornice koje pretvaraju Sunčevu svjetlost, vodu i ugljikov dioksid u energiju. Tijekom posljednjih godina ljudi su pokušali imitirati taj proces proizvodnjom umjetnih listova, ali nikad nisu bili blizu tome. Istraživači sa Sveučilišta Illinois u Chicagu osmislili su novu verziju koja bi mogla raditi u stvarnom svijetu, uklanjajući ugljikov dioksid iz zraka i proizvodeći kisik i sintezno gorivo.

Jedan od prvih umjetnih listova napravljen je na Harvardu 2011. godine i koristio je sunčevu svjetlost za razdvajanje vode u plinoviti kisik i vodik. Za ostale izvedbe od tada koristila se slična tehnologija za proizvodnju električne struje, tekućih goriva, gnojiva pa čak i lijekova. Trenutno najprikladniji listovi dobro apsorbiraju ugljikov dioksid, ali samo u laboratorijskim uvjetima.

„Sve izvedbe umjetnih listova koje su do sada proizvedene i testirane u laboratoriju koriste ugljikov dioksid iz spremnika pod tlakom“, rekao je Meenesh Singh, autor istraživanja sa Sveučilišta Illinois u Chicagu (UIC). „Da bi se uređaj mogao uspješno upotrebljavati u stvarnom svijetu,  mora biti u mogućnosti izvlačiti ugljikov dioksid iz mnogo razrijeđenijih izvora poput zraka i dimnih plinova koji nastaju u elektranama na ugljen.“

UIC istraživači navode da je njihova izvedba umjetnog lista spremna za stvarni svijet. Izvedba lista zvuči nevjerojatno jednostavno: u osnovi je to obična, stara, umjetna jedinica za fotosintezu obložena novom prozirnom kapsulom. Taj vanjski omotač je polupropusna membrana napravljena od kvaterne amonijeve soli i napunjena vodom.

Zamisao je da kada sunce obasjava uređaj voda u omotaču počinje polako isparavati kroz pore omotača. Na taj način omotač selektivno upija ugljikov dioksid izvana. Upijeni se plin zatim pretvara u ugljikov monoksid umjetnom jedinicom za fotosintezu u unutrašnjosti uređaja. Tako dobiven ugljikov monoksid može se skupljati i koristiti za razne svrhe poput proizvodnje sinteznih goriva. Kisik je nusproizvod te se on također može skupljati ili jednostavno ispuštati u zrak kao što bi to činila i prirodna biljka.

Umjetni list - ugljikov dioksid (crvene i crne kuglice) ulazi u list kako voda (bijele i crvene kuglice) isparava s dna lista. Umjetni fotosustav (ljubičasti krug u središtu lista), izrađen od svjetlosnog apsorbera presvučenog katalizatorom, pretvara ugljikov dioksid u ugljikov monoksid i vodu u kisik (prikazan kao dvostruka crvena kugla) koristeći sunčevu svjetlost. (Foto: Meenesh Singh / UIC).

Istraživači navode da će njihova izvedba lista biti i do deset puta efikasnija u ovom procesu nego prirodni list. Ako se dovoljno listova skupi na jednom mjestu, može se proizvesti pristojna količina goriva i dobro pročistiti okolni zrak.

Tim je izračunao da 360 listova, svaki 170 cm dug i 20 cm širok, u jednom danu može proizvesti pola tone ugljikovog monoksida i ukloniti 10 % ugljikovog dioksida iz zraka na oko 100 m iznad mjesta gdje su postavljeni.

„Omatanjem tehnologije tradicionalnog umjetnog lista ovom specijaliziranom membranom, cijela jedinica može funkcionirati vani, poput prirodnog lista“, rekao je Singh. „Naš dizajn koristi već postojeće materijale i tehnologije čijom se kombinacijom može dobiti umjetni list koji je spreman biti postavljen izvan laboratorija gdje može odigrati važnu ulogu u smanjenju količine stakleničkih plinova u atmosferi.“

 

Žarko Šaravanja / Ekovjesnik

 

VEZANE VIJESTI

Bioplastika dizajnirana za razgradnju u morskom okolišu

Talijanski proizvođač Novamont je tijekom ispitivanja svog najnovijeg biopolimera u moru potvrdio da se ovaj novi materijal počeo razgrađivati u roku od mjesec dana, a gotovo se u potpunosti raspao nakon jedne godine.

Otkriven i riješen bitan nedostatak fotosinteze

Znanstvenici su utvrdili prirodnu manu fotosinteze, i kao rezultat povećali produktivnost biljaka za nevjerojatnih 40 posto u usporedbi s prirodnim procesom. Riječ je o genetskim modifikacijama koje bi mogle spasiti svjetsku populaciju od predviđenih budućih nestašica hrane, kao i smanjenja hranjivih tvari glavnih prehrambenih usjeva.

Bakterijska pretvorba kanalizacijskog otpada u čistu energiju

Purpurne fotosintetske bakterije, koje koriste svjetlosnu energiju za sintezu organskih spojeva, prilikom stimulacije električnom energijom mogu oporaviti gotovo sto posto ugljika iz bilo kojeg tipa organskog otpada, generirajući pritom plin vodik za kasnije korištenje kao gorivo.

PRIJAVITE SE NA NEWSLETTER