Umelý list dokáže priamo zo slnečného svetla vyrábať palivo

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Zariadenie syntetizuje tekuté palivo pomocou vody a slnka.

• Účinnosť premeny prekonáva predchádzajúce verzie až 32x .

• Technológia pomáha znižovať závislosť od bežných fosílnych palív.

Výskumný tím pod vedením odborníkov z univerzity v Yale vyvinul prvé samostatné zariadenie, ktoré dokáže vyrábať metanol priamo za pomoci slnečného žiarenia. Tento monolitický umelý list funguje výlučne s využitím čistej vody, svetla a atmosférického oxidu uhličitého. Proces napodobňuje prirodzenú fotosyntézu rastlín, avšak namiesto rastlinnej glukózy vytvára kvapalné palivo vhodné pre ťažký priemysel a dopravu.

Doterajšie konštrukcie umelých listov sa zvyčajne zameriavali na produkciu plynného vodíka, ktorý je síce čistý, ale problematický na dlhodobé uchovávanie. Skladovanie a transport vodíka je logisticky náročné, pretože vyžaduje chladenie alebo potrubia odolné voči vysokému tlaku. Metanol je naopak stabilná chemická kvapalina, ktorú možno bez zložitejších úprav použiť v existujúcich motoroch a komerčných palivových článkoch.

Zdroj foto: Bo Shang / Yale

Inovatívne zariadenie pozostáva zo špeciálnej fotokatódy, ktorá je prepojená s fotovoltickým minimodulom na báze perovskitu. Celý tento fotochemický systém je integrovaný do jedného celku bez potreby pripájať k nemu externé vedenie alebo prídavné zdroje elektrickej energie. V praxi tak postačuje, aby bol list priamo vystavený slnečnému svetlu v prostredí, ktoré je dostatočne nasýtené vodou a oxidom uhličitým.

Nová architektúra dosahuje účinnosť premeny svetla na metanol na úrovni 0,8 %. Hoci sa toto číslo môže zdať na prvý pohľad nízke, v oblasti umelej syntézy zložitejších alkoholov ide o veľmi podstatný krok vpred. Výsledok je 32x vyšší v porovnaní s predchádzajúcim rekordom v konverzii slnečnej energie pri týchto typoch zariadení.

Proces výroby tohto solárneho paliva aktívne spotrebúva oxid uhličitý, ktorý by sa inak nachádzal vo voľnej atmosfére. Využitie takto vytvoreného paliva technicky uzatvára lokálny uhlíkový cyklus, pretože spaľovaním sa uvoľní len toľko plynu, koľko sa pri výrobe z prostredia spotrebovalo.

Kvapalný metanol má okrem palivového využitia aj široké možnosti uplatnenia ako dôležitá surovina pre chemický priemysel. Vedci aktuálne hľadajú spôsoby, ako túto technológiu konštrukčne zväčšiť pre širšie komerčné aplikácie. Priame vytváranie paliva zo slnka predstavuje alternatívu k iným systémom, ktoré solárnu elektrinu najprv ukladajú do batérií.  

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Zariadenie ponúka spôsob, ako vyrábať uskladniteľné tekuté palivo odčerpávaním skleníkových plynov za pomoci slnečnej energie.

Zdroj: interestingengineering.com foto: ChatGPT

Zobrazit Galériu