فتوسنتز مصنوعی، یك گام تا مرحله تجاری

به گزارش روز چهارشنبه گروه علمی ایرنا از نیچر، فتوسنتز در گیاهان و انواع خاصی از جلبك ها، فرآیندی است كه در آن انرژی خورشید به انرژی شیمیایی تبدیل و از دی اكسید كربن و آب، انواع ساده ای از كربوهیدرات ها تولید می شود.
در فتوسنتز مصنوعی، با استفاده از نور خورشید مولكول های هیدروژن از آب و در برخی از سیستم های پیشرفته تر از متان جدا می شوند. این شیوه فتوسنتز تاكنون تنها در لابراتوارها قابل استفاده بوده و امكان استفاده تجاری از آن وجود نداشته است.
اما محققان یولیش با گردهم آوردن تمام فناوری های موجود در زمینه فتوسنتز مصنوعی توانسته اند با استفاده از مواد اولیه ارزان قیمت و موجود در بازار، یك سیستم كوچك و جامع بسازند كه تمام مولفه های مورد نیاز برای فتوسنتز را دارد.
مساحت قسمت روی این دستگاه تنها 64 سانتیمترمربع است. با وجود این از طریق اتصال چندین واحد مستقل از این سیستم می توان یك سیستم پیچیده فوتوالكتروشیمیایی تولید كرد كه ابعاد آن به چندین مترمربع برسد.
به این ترتیب هر یك از واحدهای به كار رفته در سیستم اصلی به اختلاف پتانسیل 1.8 ولت می رسد كه مولفه اصلی مورد نیاز برای تولید هیدروژن محسوب می شود. این شیوه در مقایسه با روش های آزمایشگاهی، كارآیی بالاتری دارد.
در فرآیند فتوسنتز تنها یك درصد از نور خورشید به انرژی تبدیل می شود، در روش های متداول فتوسنتز مصنوعی، این میزان به سه درصد می رسد. اما در نمونه اولیه سیستم محققان یولیش در حدود 3.9 درصد از نور خورشید به انرژی تبدیل می شود.
البته این میزان كارآیی به نظر چشمگیر نیست، اما تنها نمونه موجود از فناوری فتوسنتز مصنوعی كه در حال حاضر قابلیت تولید تجاری دارد، همین سیستم است و هنوز فضای زیادی برای بهینه سازی این سیستم وجود دارد.
محققان معتقدند امكان افزایش كارآیی این سیستم تا 10 درصد وجود دارد و در صورت استفاده از مواد دارای ساختار پروسكایت، می توان كارآیی سیستم را تا 14 درصد نیز افزایش داد.
گزارش كامل این تحقیقات در نشریه Nature Communications منتشر شده است.
علمی (6) ** 9259**1834
مترجم: سپیده علی كاشانی ** انتشاردهنده: ناهید شفیعی
برای اطلاع از اخبار متنوع علمی و فناوری، با كانال علمی ایرنا در تلگرام همراه شوید:
irnaelm@
https://telegram.me/irnaelm