طراحي برگ هاي مصنوعي با قابليت جذب دي اكسيد كربن

به گزارش روز پنجشنبه گروه علمي ايرنا از پايگاه اطلاع رساني ساينس ديلي، برگ هاي مصنوعي نوعي از فتوسنتز را انجام مي دهند؛ روندي كه گياهان توسط آن از آب و دي اكسيد كربن هوا استفاده كرده و با بهره از انرژي خورشيد كربوهيدرات توليد مي كنند، اما حتي اين آخرين ساخته هاي دست بشر نيز كه بشارت كاستن از گاز خطرناك دي اكسيدكربن را مي دهند، تنها در محيط هاي آزمايشگاهي كار مي كنند؛ زيرا از دي اكسيد كربن خالص و تحت فشار داخل كپسول استفاده مي كنند.
اما اكنون گروهي از محققان دانشگاه ايلينوي در شهر شيكاگو آمريكا راهكاري پيشنهاد كرده اند كه مي تواند برگ هاي مصنوعي را به خارج از آزمايشگاه آورده و وارد محيط كند. اين برگ هاي مصنوعي از دي اكسيد كربن موجود در هوا استفاده مي كنند و دست كم 10 برابر كارآمدتر از برگ هاي مصنوعي در تبديل دي اكسيد كربن هستند.
مينش سينگ/Meenesh Singh عضو هيات علمي گروه مهندسي شيمي در كالج مهندسي دانشگاه ايلينوي و محقق ارشد اين پژوهش مي گويد: تمام برگ هاي مصنوعي تاكنون در آزمايشگاه آزمايش شده اند و از دي اكسيد كربن داخل كپسول استفاده كرده اند. اين برگ ها براي اينكه در دنياي واقعي با موفقيت عمل كنند، بايد بتوانند دي اكسيد كربن را از منابع رقيق تري مانند هوا يا گازهاي سوخته تامين كنند.
بر پايه اين گزارش جدا كردن منابع دي اكسيد كربن فشرده شده از اين برگ ها به معناي آن است كه بايد راهي براي جمع و فشردن دي اكسيدكربن از هوا داشته باشند تا واكنش هاي مصنوعي فتوسنتز خود را انجام دهند.
سينگ و همكارانش با قراردادن يك برگ مصنوعي داخل كپسولي شفاف ساخته شده از غشا نيمه تراوا و مملو از آب، به طراحي جديدي از برگ هاي مصنوعي دست يافتند. اين غشا باعث مي شود آب هنگام گرم شدن با نور خورشيد بخار و از غشا خارج شود. همان طور كه آب از طريق غشا خارج مي شود، دي اكسيد كربن را از هوا گرفته و وارد غشا مي كند.
واحد فتوسنتز مصنوعي داخل كپسول از نوعي جذب كننده نور ساخته و با كاتاليست پوشانده شده است، اين واحد كه دي اكسيد كربن را به منواكسيد كربن تبديل مي كند قابل خارج شدن از غشا ياد شده و استفاده به عنوان مبنايي براي ساخت سوخت هاي تركيبي مختلف است. اكسيژن نيز در اين روند توليد مي شود و قابل جمع كردن يا انتشار در محيط پيرامون است.
سينگ مي گويد: با فشرده كردن فناوري برگ مصنوعي سنتي داخل اين غشاي تخصصي، كل واحد قابليت كاركرد در محيط خارج از آزمايشگاه را نيز دقيقا مانند يك برگ معمولي دارد.
برآوردهاي آنها نشان مي دهد 360 برگ كه هر كدام يك متر و 70 سانتي متر طول و حدود 20 سانتي متر عرض داشته باشند، مي توانند نزديك به نيم تن منواكسيد كربن در هر روز توليد كنند كه قابل استفاده به عنوان مبنايي براي سوخت هاي تركيبي است، به عبارت ديگر 360 برگ مصنوعي كه 500 متر مربع فضا را مي پوشانند مي توانند سطح دي اكسيد كربن محيط پيرامون خود را 10 درصد در يك روز كاهش دهند.
سينگ گفت: طراحي مفهومي ما با فناوري و مواد در دسترس انجام شده است، وقتي اين برگ ساخته شود قابل استفاده در محيط بيرون است و مي تواند نقش مهمي در كاهش گازهاي گلخانه اي در جو پديد آورد.
مقاله مفصلي از جزئيات اين پژوهش در نشريه شيمي سبز و مهندسي /ACS Sustainable Chemistry & Engineering وابسته به انجمن شيمي آمريكا منتشر شده است.
علمي**9157**1584