Umjetno lišće moglo bi postati izvor energije u budućnosti
Skriveni detalj iz prirodnog svijeta možda je rješenje budućeg izvora čiste energije. Tako tvrde znanstvenici koji su uspjeli stvoriti umjetni list koji, koristeći svjetlost, može razložiti vodu i proizvesti vodik.
Lišće biljaka evoluiralo je milijunima godina kako bi moglo uhvatiti energiju sunčevih zraka na vrlo učinkovit način. Ono koristi energiju za proizvodnju hrane, a ključni korak procesa uključuje cijepanje molekula vode i proizvodnju vodikovih iona.
Oponašanjem mehanizma koji biljke koriste da bi to postigle, moguće je stvoriti minijaturnu tvornicu vodika, tvrdi Tongxiang Fan iz Glavnog nacionalnog laboratorija za metalne kompozitne strukture u sklopu Sveučilišta Jiao Tong u Šangaju, Kina. "Korištenje sunčevog svjetla za cijepanje molekula vode i proizvodnju vodikovog goriva jedna je od najperspektivnijih ideja za oslobađanje od ovisnosti o fosilnim gorivima", rekao je.
Ova ideja nije nova, no istraživači su se do sada fokusirali na pokušaje modifikacije ili oponašanja molekula izravno uključenih u cijepanje molekula vode. "Voljeli bismo usvojiti potpuno drugačiji koncept, oponašajući fotosintezu kopiranjem složene arhitekture zelenog lišća", rekao je Fan.
Fan i njegove kolege koristili su nekoliko tipova lišća kao predložak, uključujući biljku Anemona vitifolia. Najprije su lišće obrađivali otopinom kloridne kiseline, omogućavajući mu da zamijeni atome magnezija - koji čine ključni dio mehanizma fotosinteze bilja - s titanom.
Zatim su osušili lišće i zagrijali ga na 500°C kako bi izgorjela većina preostalog biljnog materijala. Ono što je ostalo bio je kostur kristaliziranog titan dioksida i veći dio prirodne strukture lista. Titan dioksid često se koristi u solarnim ćelijama za poboljšanje učinkovitosti, a u lišću služi kao katalizator procesa cijepanja molekula vode.
Lišće je sačuvalo elemente poput površinskih stanica nalik na leće koje hvataju svjetlo iz svih kutova i kanaliće koji pomažu vođenju svjetlosti dublje u list.
To su elementi koji umjetno lišće čine tako učinkovitim pri proizvodnji vodika, kaže Fan. Istraživački tim uronio je umjetno lišće u otopinu koja sadržava 20 posto metanola - koji djeluje kao katalizator - i obasjao ih vidljivim dijelom spektra u blizini ultraljubičastog područja. U usporedbi s komercijalno dostupnim oblikom titan dioksida, pod imenom P25, koji se može koristiti za proizvodnju vodika, umjetno lišće upilo je dvostruko više svjetlosti i proizvelo trostruko više vodika, izvijestio je Fan.
Ovaj rad je "dobar početak", rekao je Chinnakonda Copinath iz Nacionalnog kemijskog laboratorija u Puni, Indija. "Složene strukture pronađene u lišću trebale bi biti iskorištene za učinkovitije prikupljanje svjetlosti." » Potraži više...