Ученые перерабатывают углекислый газ с помощью искусственного фотосинтеза

Исследовательской группой, возглавляемой профессором из США (Флорида), найден инновационный способ воспроизводить фотосинтез. Процесс протекает в синтезированном материале. При этом выделяется тепловая энергия, а двуокись азота преобразуется в безвредные вещества.

Данное открытие имеет огромный потенциал в части создания экологических технологий, способствующих сокращению выбросов парниковых газов. Также это дает дополнительный источник «чистой» энергии.

Доктор Ф. Урибе-Ромо, Университет Центр. Флориды, называет свою работу настоящим прорывом. Он говорит:

«Получить материал, способный поглощать свет с определенной длиной волны, непросто. Этим мы вносим ценный вклад в разработку еще не реализованных технологий, которые уменьшат выбросы газов и остановят глобальное потепление».

Команда студентов под руководством Урибе-Ромо научилась воспроизводить в синтезированном материале, под названием MOF (металлоорганические структуры), реакцию сродни фотосинтезу. Она расщепляет углекислый газ и связывает его ионы с образованием  безвредных составляющих.

Таким образом, группе удалось произвести собственный фотосинтез. Главное его отличие от натурального процесса следующее: при настоящем процессе СО2 распадается на кислород и продукты, необходимые для жизни растения. А при фотосинтезе в MOF образуется кислород и тепловая энергия, «солнечное» топливо.

Задачу «заставить» видимый свет вызывать химические реакции безуспешно пытались решить поколения ученых. Ультрафиолетовый свет имеет достаточно энергии, чтобы вызывать некоторые реакции: например, в двуокиси титана. Другое дело – видимая часть спектра. На нее приходится всего 4% от излучения, посылаемого Солнцем к нашей планете. Известно, что ряд химических элементов (платина, иридий, рений) успешно поглощают видимый свет. Но все они так дороги, что работа с ними не имела бы практического смысла.

Тогда Ф. Урибе-Ромо в своих исследованиях использовал металлорганические структуры из ионов титана в связке с кластерами из органических молекул (MOF). Использовались особые молекулярные структуры N-алкил-2-аминотерефталататы. В составе MOF они обладают свойством поглощать видимый свет определенного цвета (в данном исследовании синего).

Это сработало: в результате синтетического фотосинтеза углекислый газ, имеющийся в составе воздуха, очищался и преобразовывался в соединения формамид и формиад, виды солнечного топлива.

Теперь доктор Урибе-Ромо планирует провести аналогичные исследования со световыми волнами других длин волны. Он говорит: «Идея заключается в том, чтобы со временем создавать установки для улавливания и преобразования больших объемов СО2 рядом с промышленными производствами, электростанциями и пр. Воздух будет очищаться от парниковых газов, а полученная энергия будет возвращаться на производство. Возможно, со временем можно будет приобретать кровельные покрытия типа черепицы, изготовленные из MOF и аналогичных материалов. Такое покрытие могло бы очищать воздух и одновременно уменьшать счет владельца дома за электроэнергию».

comments powered by HyperComments