Изкуствена фотосинтеза

След като се поразходиха из центъра на Амстердам и направиха снимки на прочутите и живописни канали, Макс и Лили се отправиха към също толкова известния в света Амстердамски университет. Като част от тяхната инициатива за слънчева енергия, там работеха върху изкуствената фотосинтеза.

И двамата почувстваха, че няма по-добър начин да приключат пътешествието си от това да научат нещо повече за този ценен проект, при който се имитираше природния начин за получаване на енергия от милиарди години, така че да се задоволят енергийните нужди на съвременната цивилизация.

"Използваме енергия за много неща, но има три основни нужди от нея", започна Лили. "Това са отопление, получаване на електричество и транспорт. Изкуствената фотосинтеза ще помогне за последните две."

Макс обаче не можа да не се почувства донякъде разочарован. Той вдигна пред очите си една колба, която съдържаше фотокаталитична клетка във вода. Вътре се издигаха множество мънички мехури. "Това ли е изкуственото листо?", попита, като прочете етикета. "Очаквах нещо... по-зелено", сякаш се оплака той.

"Като какво?", попита Лили. "Това може да не е зелено, но работи на същия принцип като листото", продължи тя. "Ти изобщо знаеш ли какво е това фотосинтеза", подразни го тя.

Макс отвърна, че знае съвсем добре какво е фотосинтеза. Растенията поглъщат слънчева енергия и я превръщат в химическа. Те свързват въглероден двуокус, който уляват от атмосферата, с вода и се получава тяхната храна - глюкоза - и кислород.

"Глюкозата е въглехидрат", добави Лили. "А това изкуствено листо, което държиш, прави нещо подобно. Използва слънчева енергия, за да разцепи водата на кислород и водород. Виждаш ли мехурчетата? Това са кислород и водород. Кислородът излиза от предната страна на листото, а водородът - от задната. Водородът се използва като гориво.

Докато в природата "използваемото гориво" са въглехидрати, белтъци и мазнини, в този случай учените търсят гориво за захранване на колите и електричество за задвижване на различни механизми. Изкуствената фотосинтеза е процес на получаване на горива от нищо друго освен вода, слънчева светлина и въглероден двуокис. Това е жизненоважен процес, основата на свят, в който повече няма нужда от изкопаеми горива. Като свързва въглероден двуокис с вода, изкуствената фотосинтеза произвежда въглеводороди. Съставени от водород и въглерод, въглеводороди като пропана и октана са основни компоненти на бензина и природния газ и от векове се използват като горива. Този вид изкуствена фотосинтеза има също така и преимуществото, че намалява количеството на въглеродния окис в атмосферата.

"Но как става това?", високо се зачуди Макс. Лили каза, че има една дума, която обяснява всичко: катализатори. Катализаторът е материал, който ускорява дадена химична реакция. Разработени са били нови катализатори, така че да стане възможна изкуствената фотосинтеза.

Когато тези катализатори са съчетани с материали, които абсорбират светлина, става възможно ефективното получаване на горива като метанола. В началото като катализатори са били използвани благородни метали като платината и иридия. Те обаче са били много скъпи, така че е трябвало да бъдат разработени нови по-евтини алтернативи. Така например един катализатор, който е безвреден, не замърсява околната среда, а също е и много стабилен, е титановият двуокис. Допълнително се е оказало, че някои метални сплави са ефикасни катализатори. По-специално една от тях, никело-молибден-цинковата сплав (NiMoZn), е много ефикасна при производството на водород.

И Макс, и Лили бяха впечатлени от това постижение. То може и да не изглежда като листо, но действа като него. Изкуствената фотосинтеза намалява атмосферния въглероден двуокис, осигурявайки по-свеж въздух, докато създава горива за захранване както на коли, така и на електрически механизми. Ефективност, грижа за околната среда, устойчиво развитие: оформяше се пътят към един нов, по-добър свят.