Doplnková Fotosyntéza

Max a Lily blúdili po Amsterdame a fotili fotky slávnych kanálov. Rozhodli sa však, že tiež musia navštíviť svetoznámu univerzitu v Amsterdame. Keďže sa zaujímali o slnečnú energiu pracovali spolu na umelej fotosyntéze.

Vedeli, že toto bude najlepšie zakončenie ich cesty. Zistiť niečo viac k tomuto projektu. K vytvoreniu procesu imitujúceho prírodu po milióny rokov. K vytvoreniu energie pre našu modernú civilizáciu, ktorá ju tak potrebuje.

“Energiu používame na množstvo činností. Ale sú tu tri základné,” začala Lily. “Na výrobu tepla, elektriny a dopravu. Umelá fotosyntéza by pomohla posledným dvom”

Max sa napriek tomu cítil troche sklamaný. Držal v úrovni očí banku s fotokatalickými bunkami vo vode. Bolo tam veľa malých bubliniek stúpajúcich k vodnej hladine. “Toto má byť umelý list?” pýtal sa čítajúc štítok k tomu priložený. “No, očakával som niečo viac… zelené” sťažoval sa.

“Ako čo?” opýtala sa Lily. “Možno to nie je zelené, ale funguje to na rovnakom princípe ako listy rastlín” pokračovala. “Vieš ty vôbec čo to je fotosyntéza?” podpichla ho.

Max odpovedal, že to samozrejme vie. Rastliny absorbujú svetlo a premenia ho na chemickú energiu. Kombinujú oxid uhličitý, ktorý zachytia z atmosféry s vodou aby si vytvorili potravu vo forme glukózy a kyslíka.

“Glukóza je uhľohydrát” pokračovala Lily. “A tento umelý list, ktorý držíš v ruke, robí niečo veľmi podobné. Používa slnečnú energiu k rozdeleniu vody na kyslík a vodík. Vidíš tie bublinky? To je kyslík a vodík. Kyslík sa uvoľňuje z prednej strany listu a vodík zo zadnej. Vodík je použitý ako palivo.

Zatiaľ čo v prírode sa ako palivo používajú uhľovodíky, proteíny a tuky, v tomto prípade vedci hľadali palivo pre autá či na výrobu elektriny. Umelá fotosyntéza je proces, kde sa pripraví palivo len z vody, svetla a oxidu uhličitého. Je to veľmi dôležitý proces, základ budúceho sveta, ktorý už nepotrebuje fosílne palivá. Kombináciou oxidu uhličitého s vodou, vytvorí umelá fotosyntéza uhľovodíky. Napríklad taký propán a oktán. Sú vytvorené z vodíka a uhlíka, sú základnými  zložkami benzínu a zemného plynu. Tie sa používali ako palivo už stáročia. Tento typ umelej fotosyntézy má výhodu. Zredukuje oxid uhličitý v našej atmosfére.

“Ale ako sa to robí?” premýšľal Max nahlas. Lily povedala, že existuje jediné slovo, ktoré to perfektne vysvetľuje: katalýza. Katalyzátor je materiál, ktorý urýchľuje chemickú reakciu. Preto sa vytvorili nové katalytické materiály aby umožnili proces umelej fotosyntézy.

Keď sa katalyzátory skombinujú s materiálmi, ktoré absorbujú svetlo, je možné efektívne vytvárať palivá ako metanol.  Na začiatku sa ako katalyzátory používali vzácne kovy ako platina alebo irídium. Ich cena však bola vysoká, takže sa hľadali vhodnejšie alternatívy. Napríklad, jeden z možných katalyzátorov, ktorý je šetrný k životnému prostrediu a je tiež veľmi stabilný je oxid titaničitý. Napríklad aj niektoré kovové zliatiny  sa ukázali byť účinnými katalyzátormi. Jedným z nich je zliatina niklu, molybdénu a zinku (NiMoZn), veľmi efektívna pre výrobu vodíku.

Maxa a Lily ohromil tento úspech. Možno to nevyzeralo ako naozajstný list stromu, ale správa sa tak. Umelá fotosyntéza zmenšuje oxid uhličitý v atmosfére, poskytuje čerstvý vzduch, zatiaľ čo vytvára palivo pre autá a elektrické zariadenia. Efektivita, starostlivosť o životné prostredie, udržateľnosť: cesta pre nový svet, ktorá sa už stavia.