Fotosinteza 2.0

Švicarski raziskovalni skupini je s pomočjo katalizatorja in sončne energije uspelo razcepiti molekulo ogljikovega dioksida v ogljikov monoksid in kisik. In to kar s 13,4 odstotnim izkoristkom.

Znanstveniki in znanstvenice že dolgo preučujejo, kako bi lahko CO2 na račun sončne energije pretvorili v energetsko bogate molekule ogljikovodikov. Točno to namreč v naravi pri fotosintezi počnejo rastline in nekatere bakterije. Vendar je izkoristek naravne fotosinteze zelo nizek, saj živim bitjem v kemično energijo uspe pretvoriti le en odstotek sončne energije.

Poznamo že nekaj načinov pretvorbe ogljikovega dioksida v energijsko bogatejše molekule, ki bi jih lahko uporabljali podobno kot goriva. Ti načini obsegajo nize kemijskih reakcij ali pa uporabo kemijskih katalizatorjev v celicah mikroorganizmov. Znanstvenikom in znanstvenicam je tudi že uspelo doseči večje izkoristke od tistega enega odstotka, ki ga dosega naravna fotosinteza. Vendar je glavni problem tovrstnih pristopov, da so kemijski katalizatorji sestavljeni iz redkih in dragih elementov, v takih procesih pa kot stranski produkt nastane veliko vodika.

V prej omenjeni študiji so raziskovalke in raziskovalci uporabili katalizator, sestavljen iz tankega sloja kositrovega oksida na nanožici iz bakrovega oksida. Nobena od naštetih spojin na Zemlji sicer ni redka. Ko so katalizator potopili v vodo in priključili na električni tok, ki so ga generirale sončne celice, so izmerili, da je katalizator pretvoril devetdeset odstotkov CO2 v ogljikov monoksid. Vodik in drugi stranski produkti so predstavljali le preostalih deset odstotkov. Učinkovitost izkoristka sončne energije pa je bila, kot že omenjeno, kar 13,4 odstotna, kar je svojevrsten rekord.

Naslednji korak v umetni fotosintezi pa bo pretvorba ogljikovega monoksida v ogljikovodike, kot je denimo gorivo metanol. In čeprav si bomo enkrat v prihodnosti za pretvorbo CO2 v razne produkte morda lahko pomagali s takimi umetnimi sistemi, ti ne bodo nikoli nadomestili rastlin in fotosinteznih bakterij, ki s pretvarjanjem sončne energije v kemično napajajo skoraj celoten živi svet na našem planetu.

Kemično energijo vsak dan troši Angelika.

Povezava do znanstvenega članka: https://www.nature.com/articles/nenergy201787#abstract