Průlomový solární článek vyrábí palivo z oxidu uhličitého a slunečního záření

Aktualizováno 5. srpna 2016 | Rubrika: Co bychom měli vědět o vodě , Prevence povodní, voda v krajině

solární článek

Představte si, že postavíte zařízení, které účinně a hlavně levně přeměňuje oxid uhličitý z atmosféry na organické palivo, a energii tomu dodává sluneční záření. Jak přitom upozorňuje populárně – vědecký server osel.cz., něco takového by mohlo změnit svět.

Nejlepší na tom je, že už to není fikce. Vědci Illinoiské univerzity v Chicagu přesně tohle vymysleli, postavili a také předběžně patentovali. Před pár dny o tom psal časopis Science. Šéf výzkumu Amin Salehi-Khojin a jeho spolupracovníci tvrdí, že jejich nový solární článek není fotovoltaický. Ve skutečnosti je podle nich fotosyntetický. Běžné solární články vyrábějí ze slunečního záření elektřinu. A tu je nutné skladovat v bateriích, které představují slabinu soudobé technologické civilizace. Nové fotosyntetické články jsou ale jiné. Využívají energii Slunce k výrobě paliva z atmosférického oxidu uhličitého, čímž velmi rafinovaně řeší dva palčivé problémy dnešní doby najednou. Solární farma vybavená fotosyntetickými články by podle tiskové zprávy Illinoiské univerzity mohla vypumpovat nemalé množství oxidu uhličitého z atmosféry a vyrobit z něj palivo.

Rostliny vyrábějí při fotosyntéze cukr. Fotosyntetické články v tomhle přírodu nekopírují a produkují takzvaný syntézní plyn, tedy směs oxidu uhelnatého a vodíku. Syntézní plyn může být přímo používán jako palivo anebo z něj lze vyrobit naftu nebo podobné věci. Pokud by se povedlo tímto způsobem rozběhnout výrobu paliva z oxidu uhličitého za cenu dnes vyráběného paliva anebo nižší, tak jsme s fosilními palivy nadlouho za vodou. K proměně oxidu uhličitého na palivo jsou nutné redukční chemické reakce. Vědci už dříve testovali různé katalyzátory, které by poháněly redukci oxidu uhličitého, nic moc z toho ale zatím nebylo. Reakce obvykle neprobíhají s dostatečnou účinností a vyžadují drahé katalyzátory, jako je například stříbro. Salehi-Khojin a jeho kolegové proto potřebovali nový typ chemikálií s výjimečnými vlastnostmi.

Zaměřili se na dichalkogenidy přechodných kovů (TMDC), které spojili s nekonvenční iontovou kapalinou jako elektrolytem a vytvořili tím pozoruhodný elektrochemický článek. Vyzkoušeli několik katalyzátorů a jako nejlepší se ukázaly nanovločky diselenidu wolframu. Je to vážně skvělý katalyzátor redukce oxidu uhličitého. Funguje asi tak tisíckrát rychleji než katalyzátory z drahých kovů, a zároveň je dvacetkrát levnější.

Když fotosyntetický solární článek ozáří běžné denní osvětlení (100 wattů na čtvereční metr) tak v oblasti katody vznikají bublinky vodíku a oxidu uhelnatého a na anodě se tvoří volné kyslíkové a vodíkové ionty. Vodíkové ionty poté pronikají membránou ke katodě a podílejí se na redukci oxidu uhličitého. Podle Salehi-Khojina je tuto technologii možné používat v průmyslových aplikacích, jako jsou třeba solární farmy, ale také v menším měřítku. Salehi-Khojin se navíc neomezuje jen na planetu Zemi, ale sympaticky pošilhává i po Marsu. Na Rudé planetě je hodně oxidu uhličitého a je tam i voda. Není vyloučeno, že se nám tam povede rozjet podobnou technologii. Budoucnost klepe na dveře, jen si musíme dát pozor, abychom nezapomněli oxid uhličitý zase vypouštět do atmosféry a nevypnuli si tím skleníkový efekt úplně. Jinak časem zmrzneme.

Zdroj: www.osel.cz, primární zdroj: University of Illinois 28.7. 2016, Science 353: 467-470, foto: Průlomový fotosyntetický článek, autor: University of Illinois at Chicago/Jenny Fontaine.

.

 

Související rubriky: Co bychom měli vědět o vodě, Prevence povodní, voda v krajině, Voda a naše peněženka