Umělá fotosyntéza

Po procházce středem Amsterodamu a se snímky fotogenických kanálů Max a Lily zamířili k také  Amsterodamské univerzitě, též světově proslulé. Součástí jejich iniciativy sluneční energie byla také práce na umělé fotosyntéze.

Oba cítili, že jejich putování má být zakončeno právě zkušeností s tímhle cenným projektem, který chce poskytnout energii pro moderní civilizaci tak, že napodobí způsob získávání energie, který v přírodě běží již po miliardy let.

“Energii používáme na leccos, ale tři požadavky jsou základní ” začala Lily. “Vytápění, výroba elektřiny a doprava. Umělá fotosyntéza pomůže se dvěma posledními”.

Ale Max, chtě nechtě, byl trochu zklamán. Držel v úrovni očí kádinku, obsahující fotokatalytickou celu ve vodě. Stoupala z ní spousta maličkých bublinek. “Tohle že je umělý list?” zeptal se, když si přečetl popisku. “Čekal jsem něco … zelenějšího” stěžoval si.

“Pročpak?” zeptala se Lily. “Sice to nemá zelenou barvu, ale funguje to stejně jako listy” pokračovala. “Víš vůbec, co je to fotosyntéza?”.

Max řekl, že to ví perfektně. Rostliny pohlcují sluneční energii a mění ji na chemickou energii. Slučují oxid uhličitý z atmosféry s vodou, a tak si tvoří svoji potravu, glukózu a kyslík.

“Glukóza je uhlovodík” dodala. “A tenhle umělý list obsahuje něco docela podobného. Používá sluneční energii k rozštěpení vody na kyslík a vodík. Vidíš ty bublinky? To je kyslík a vodík. Kyslík vychází z přední strany listy a vodík ze zadní. Vodík se používá jako palivo.

Zatímco v přírodě jsou užitečná paliva uhlovodíky, bílkoviny a tuky, v tomhle případě se vědci zaměřili na palivo vhodné pro pohon aut nebo pro výrobu elektrické energie. Umělá fotosyntéza je proces přípravy paliv z pouhé vody, slunečního světla a oxidu uhličitého. Je to zásadní proces, základ toho, aby se svět obešel bez fosilních paliv.

Slučováním oxidu uhličitého s vodou umělá fotosyntéza vyrábí uhlovodíky. Jejich molekuly, složené z vodíku a uhlíku, jsou třeba propan a oktan, tedy základní složky přírodního plynu a benzinu, které se již po staletí používají jako paliva. Takže výhodou téhle umělé fotosyntézy je, že sníží množství oxidu uhličitého v atmosféře.“

“Ale jak to funguje?” Max se hlasitě divil. Lily řekla, že celé vysvětlení je založené na jednom slově: katalýza. Katalyzátor je materiál, který urychluje chemickou reakci. A právě vývoj nového katalyzátoru umožnil umělou fotosyntézu.

Když se tyhle katalyzátory spojí s materiály pohlcujícími světlo, umožní to efektivní výrobu paliv jako je třeba metanol. V počátcích bylo třeba používat drahé kovy jako platinu nebo iridium. Ty samozřejmě byly drahé, a tak byly nalezeny nové, levnější možnosti. Např. oxid titaničitý je stabilní a neškodný katalyzátor ohleduplný k přírodnímu prostředí. Navíc, některé slitiny kovů se projevily jako účinné katalyzátory. Jeden příklad za všechny je slitina niklu, molybdenu a zinku (NiMoZn), která je velmi účinná při produkci vodíku.

Na Maxe i Lily tenhle úspěch udělal dojem. Sice to nemá vzhled listu, ale funguje to tak. Umělá fotosyntéza snižuje množství atmosférického oxidu uhličitého a přitom vyrábí paliva vhodná k pohonu aut a elektrických zařízení. Účinnost, péče o životní prostředí, udržitelnost: to formuje nový, lepší svět.