Kunstmatige fotosynthese

Na een wandeling in het centrum van Amsterdam en het nemen van foto's van de beroemde pittoreske grachten, gaan Max en Lily naar de even wereldberoemde Amsterdamse Universiteit. In het kader van hun zonne-energie-studie, doet men research naar kunstmatige fotosynthese.

Beiden vinden dat er geen betere manier is om hun bezoek te eindigen dan door meer te weten te komen over dit waardevolle project. De natuur produceert al miljarden jaren lang zijn eigen energie en dat proces wil men nabootsen om de behoeften van de moderne beschaving tegemoet te komen.

"We gebruiken energie voor veel dingen, maar er zijn drie fundamentele eisen" begint Lily. "Verwarming, de productie van elektriciteit en transport. Kunstmatige fotosynthese zal helpen met de laatste twee ".

Max kan het echter niet helpen, en voelt zich een beetje teleurgesteld. Hij houdt een beker met een fotokatalytische cel in water op ooghoogte. Vele kleine belletjes rijzen omhoog. "Dit is het kunstmatige blad?" vraagt hij terwijl hij het label leest. "Ik had wel iets ... groeners verwacht", klaagt hij.

"Zoals wat?" vraagt Lily. "Het is dan misschien niet groen van kleur, maar het werkt volgens precies hetzelfde principe als een blad", vervolgt ze. "Weet je wel wat fotosynthese is?”, plaagt ze.

Max zegt dat hij heel goed weet wat de fotosynthese is. Planten absorberen zonne-energie en zetten het om in chemische energie. Ze combineren de kooldioxide die ze opnemen uit de atmosfeer met water om hun voedsel aan te maken, glucose en zuurstof.

"Glucose is een koolhydraat" voegt Lily eraan toe. En het kunstmatige blad dat je daar vasthoudt doet iets gelijkaardigs. Het maakt gebruik van zonne-energie om water te splitsen in waterstof en zuurstof. Zie je de bellen? Dat is zuurstof en waterstof. Zuurstof komt uit de voorzijde van het blad en waterstof uit de achterzijde. Waterstof wordt gebruikt als brandstof.

Hoewel in de natuur de "bruikbare brandstoffen” koolhydraten, eiwitten en vetten zijn, waren wetenschappers in dit geval op zoek naar een brandstof om auto's en elektrische apparaten aan te drijven. Kunstmatige fotosynthese is het proces waarbij brandstoffen worden aangemaakt door middel van gewoon water, zonlicht en kooldioxide. Het is een belangrijk proces, de basis van een wereld die niet langer fossiele brandstoffen nodig heeft.

Door het combineren van koolstofdioxide met water, worden er via kunstmatige fotosynthese koolwaterstoffen geproduceerd. Deze zijn gemaakt van waterstof en koolstof, zoals propaan en octaan de basiscomponenten zijn van benzine en aardgas, die al eeuwen worden gebruikt als brandstof. Dit type van kunstmatige fotosynthese heeft ook als voordeel dat het kooldioxide uit de atmosfeer verwijdert.

“Maar hoe? ' vraagt Max zich luidop af. Lily zegt dat er maar een term is dat dit alles verklaart: katalysatoren. Een katalysator is een materiaal dat een chemische reactie versnelt. Nieuwe katalysatoren zijn ontwikkeld om kunstmatige fotosynthese mogelijk te maken.

Wanneer deze katalysatoren gekoppeld worden aan materialen die licht absorberen, dan wordt de efficiënte productie van brandstoffen zoals methanol mogelijk. In het begin werden edele metalen zoals platina of iridium gebruikt als katalysatoren. Ze waren echter zeer duur, dus nieuwe, goedkopere alternatieven werden ontwikkeld. Titaandioxide bijvoorbeeld, is een katalysator die onschadelijk, milieuvriendelijk, en ook zeer stabiel is. Bovendien heeft men ook ontdekt dat sommige metaallegeringen efficiënte katalysatoren zijn. Een ervan in het bijzonder zijn nikkel-molybdeen zinklegeringen (NiMoZn)want zij zijn zeer efficiënt voor waterstofproductie.

Zowel Max en Lily zijn onder de indruk van het onderzoek. Het mag er dan niet uitzien als een blad, maar toch gedraagt ​​het zich als een. Kunstmatige fotosynthese vermindert de atmosferische kooldioxide, wat voor een betere luchtkwaliteit zorgt en ondertussen ook brandstoffen aanmaakt voor auto’s en elektrische toestellen. Efficiëntie, de zorg voor het milieu, duurzaamheid: het pad naar een nieuwe wereld, een betere wereld, wordt gelegd.