Kunstig fotosyntese

Efter en travetur i centrum af Amsterdam, hvor de fotograferede de berømte maleriske kanaler, tog Max og Lily over til det ligeledes verdensberømte Amsterdam Universitet. Som en del af deres solenergiinitiativ arbejdede de med kunstig fotosyntese.

De følte begge to, at der ikke var nogen bedre måde at afslutte deres rejse på end at finde ud af mere om dette værdifulde projekt, der skaber en proces, der imiterer den måde, hvorpå naturen har produceret energi i milliarder af år for at producere energi til den moderne civilisations behov.

"Vi bruger energi til mange ting, men der er tre grundlæggende betingelser," begynder Lily. "Til opvarmning, elektrisk produktion og transport. Kunstig fotosyntese kan hjælpe med de sidste to."

Max kunne dog ikke undgå at føle sig en smule skuffet. Han holdt et reagensglas i øjenhøjde indeholdende en fotokatalytisk celle i vand. Der steg masser at små bobler til vejrs. “Er det her det kunstige blad?” spurgte han, mens han læste etiketten. “Jeg forventede noget… grønnere,” klagede han.

“Som hvad?” spurgte Lily. “Den er måske ikke grøn i farven, men den virker efter samme princip som et blad,” fortsatte hun. “Ved du overhovedet, hvad fotosyntese er?” drillede hun.

Max svarede, at han udmærket vidste, hvad fotosynse var. Planter absorberer solenergi og konverterer det til kemisk energi. De kombinerer den kuldioxid, de indfanger fra atmosfæren, med vand for at danne deres føde, glukose og ilt.

“Glukose er et kulhydrat,” tilføjede Lily. “Og det kunstige blad, du holder der, gør noget lignende. Det anvender solenergi til at dele vand i ilt og hydrogen. Kan du se boblerne? Det er ilt og hydrogen. Ilt kommer fra forsiden af bladet og hydrogen fra bagsiden. Hydrogen anvendes som et brændsel.

I naturen er den "brugbare brændsel" kulhydrater, proteiner og fedt, i dette tilfælde ledte forskerne efter brændstof til at drive biler og elektricitet til at køre apparater. Kunstig fotosyntese er den proces, der forbereder brændsler fra intet mere end vand, sollys og kuldioxid. Det er en afgørende proces, fundamentet for en verden, der ikke længere har brug for fossile brændstoffer. Ved at kombinere kuldioxid med vand, producerer kunstig fotosyntese kulbrinter. Lavet af hydrogen  og kulstof, er kulbrinter som propan og octan grundkomponenter i benzin og naturgas og har været anvendt i århundreder som brændsler. Denne typer kunstig fotosyntese har også den fordel, at den reducerer kuldioxiden i vores atmosfære.

“Men hvordan gøres det?” undrede Max sig højlydt. Lily fortalte, at der er ét ord, der forklarer det hele: katalysatorer. En katalysator er et materiale, der accelererer en kemisk reaktion. Der er udviklet nye katalysatorer for at gøre kunstig fotosyntese mulig.

Når disse katalysatorer sættes sammen med materialer, der absorberer lys, bliver den effektive produktion af brændsler, så som methanol, mulig. I starten anvendte man ædelmetaller, så som platin eller iridium, som katalysatorer. De var dog meget dyre, så nye, billigere alternativer måtte udvikles. For eksempel er en katalysator, der er uskadelig, miljøvenlig og også meget stabil, titaniumdioxid. Derudover har nogle metallegeringer vist sig at være effektive katalysatorer. En i særdeleshed, en nikkelmolybdænzinklegering (NiMoZn), er meget effektiv til hydrogen produktion.

Både Max og Lily var imponerede over resultatet. Det ligner måske ikke et blad, men det opfører sig som et. Kunstig fotosyntese reducerer atmosfærisk kuldioxid, giver friskere luft, mens det skaber brændsler, der kan drive både vores biler og elektriske apparater. Effektivitet, omsorg for miljøet, bæredygtighed: vejen mod en ny verden, en bedre verden, blev formet.