Uhlíkovo neutrálny „umelý list“ napodobňuje fotosyntézu v rastlinách

Vedci z Cambridgeskej univerzity vyvinuli umelý list, uhlíkovo neutrálne zariadenie, ktoré napodobňuje procesy fotosyntézy v rastlinách. Na vytváranie široko používaného syntézneho plynu, ktorý sa v súčasnosti vyrába z fosílnych palív, využíva iba slnečné svetlo, oxid uhličitý a vodu. Syntézny plyn sa používa na výrobu rôznych komodít, ako sú palivá, farmaceutiká, plasty a hnojivá. Technológia by sa dala použiť na vývoj nového kvapalného paliva ako udržateľnej alternatívy k benzínu.

Umelý list je poháňaný slnečným žiarením, no funguje efektívne aj pri zamračenej oblohe. A na rozdiel od súčasných priemyselných procesov na výrobu syntézneho plynu list neuvoľňuje do atmosféry oxid uhličitý. Na umelom liste sú dva absorbéry (pohlcovače) svetla, podobné molekulám rastlín, ktoré zbierajú slnečné svetlo, kombinované s katalyzátorom vyrobeným z kobaltu. Keď je zariadenie ponorené do vody, jeden absorbér svetla používa katalyzátor na výrobu kyslíka.

Druhý vykonáva chemickú reakciu, ktorá redukuje oxid uhličitý a vodu na oxid uhoľnatý a vodík, čím sa vytvára syntézny plyn. Ako ďalší bonus vedci zistili, že ich absorbéry svetla fungujú aj počas daždivých či zamračených dní. Dajú sa teda použiť od úsvitu do súmraku a kdekoľvek na svete. Vyvinuté boli už aj iné zariadenia s „umelými listami“, ale tie zvyčajne produkujú iba vodík.

Vedci z Cambridgea tvrdia, že dôvodom, prečo boli schopní trvalo udržateľne vyrábať syntézny plyn, je kombinácia materiálov a katalyzátorov, ktoré použili. Patria medzi ne najmodernejšie perovskitové absorbéry svetla, ktoré poskytujú vysoký fotovoltický a elektrický prúd na poháňanie chemickej reakcie, pri ktorej sa oxid uhličitý redukuje na oxid uhoľnatý. Vedci takisto použili ako molekulárny katalyzátor kobalt namiesto platiny a striebra.

Ten je nielen lacnejší, ale pri výrobe oxidu uhoľnatého je aj lepší ako iné katalyzátory. Tím teraz hľadá spôsoby, ako využiť svoju technológiu na výrobu udržateľného kvapalného paliva, ktoré by sa stalo alternatívou k benzínu. O svojich výsledkoch vedci informovali v dokumente uverejnenom v časopise Nature Materials.