Искусственный лист, способный производить «чистое» топливо

Сингаз, также известный как синтетический газ — создается из различных материалов, которые содержат углерод. Фотоэлектрохимическое (PEC) производство сингаза из воды и CO2 представляет собой привлекательную технологию для круговой углеродной экономики. Однако высокий потенциал, низкая селективность и стоимость обычно используемых катализаторов создают проблемы для этого устойчивого процесса преобразования энергии.

Разработанный Кембриджским университетом, искусственный лист является альтернативой для производства синтез-газа и устойчивого жидкого топлива. Благодаря солнечному свету, листья эффективно функционируют даже в пасмурные дни. И по сравнению с текущими промышленными процессами производства синтез-газа, устройство не выделяет никакого дополнительного количества углекислого газа в атмосферу.

Старший автор, профессор Эрвин Рейзнер из Кембриджского химического факультета, сказал : «Возможность его устойчивого производства станет критически важным шагом для закрытия глобального углеродного цикла и создания устойчивой химической и топливной промышленности».

Этот искусственный лист оснащен двумя поглотителями света с катализатором, изготовленным из кобальта с естественным содержанием. После погружения в воду один поглотитель света использует катализатор для производства кислорода, в то время как другие проводят химическую реакцию, которая превращает углекислый газ и воду в угарный газ и водород, образуя смесь синтез-газа.

Ученые также использовали кобальт в качестве молекулярного катализатора вместо платины или серебра. Кобальт не только дешевле, но он лучше производит окись углерода, чем другие катализаторы.

Райснер сказал: «То , что мы хотели бы сделать дальше, вместо того, чтобы сначала делать синтез-газ, а затем преобразовывать его в жидкое топливо, — это сделать жидкое топливо за один шаг из углекислого газа и воды».

«Несмотря на значительные успехи, достигнутые в производстве электроэнергии из возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и фотоэлектрические системы. Разработка синтетического бензина имеет жизненно важное значение, поскольку в настоящее время электроэнергия может удовлетворить только около 25% нашего общего мирового спроса на энергию».

Исследование проводилось в Христианской доплеровской лаборатории устойчивой химии сингаза на химическом факультете университета. Он был профинансирован австрийским правительством, австрийской нефтехимической компанией OMV, Программой Винтона по физике устойчивости, Советом по исследованиям в области биотехнологий и биологических наук, а также Советом по исследованиям в области технических и физических наук.

В результатах представлены в журнале Nature Materials.