Umjetni list je 100 puta učinkovitiji u hvatanju CO2

Ponovno stvaranje procesa prirodne fotosinteze u kojem biljke pretvaraju sunčevu svjetlost, vodu i ugljični dioksid u energiju dugo je bio sveti gral u znanosti. Često opisivani kao "umjetni listovi", ovi bi sustavi mogli igrati ključnu ulogu u borbi protiv klimatskih promjena, a tim inženjera sa Sveučilišta Illinois Chicago (UIC) upravo je predstavio rješenje koje hvata ugljični dioksid 100 puta većom brzinom od trenutnih tehnologija.

Rješenje koje su znanstvenici već predstavili prije par godina sastojalo se od standardne jedinice za umjetnu fotosintezu koja je bila umotana u prozirnu kapsulu napunjenu vodom i imala polupropusni vanjski sloj. Kada je sunčeva svjetlost udarila u uređaj, voda je isparila kroz pore u vanjskom sloju i ugljični dioksid je uvučen kako bi ga zamijenio, a unutrašnja jedinica ga je pretvorila u ugljični monoksid. Taj CO bi se zauzvrat mogao uhvatiti i koristiti za proizvodnju sintetičkih goriva.

Kroz neke ključne izmjene u dizajnu, znanstvenici su sada podigli njegovu izvedbu na nove visine. Tim je koristio jeftine materijale za integraciju električno nabijene membrane koja djeluje kao gradijent vode, i sa suhom i sa mokrom stranom. Na suhoj strani organsko otapalo veže se na zarobljeni ugljični dioksid i pretvara ga u koncentrirani bikarbonat, koji se nakuplja na membrani.

Pozitivno nabijena elektroda na mokroj strani zatim povlači bikarbonat preko membrane u vodenu otopinu, gdje se ponovno pretvara u ugljični dioksid za proizvodnju goriva. Promjena električnog naboja može ubrzati ili usporiti stopu hvatanja ugljika, za koju su znanstvenici otkrili da bi u svom optimalnom stanju mogla uhvatiti 3,3 milimola na sat za svaka četiri kvadratna centimetra materijala.

Važno je reći da je za pokretanje reakcija bila potrebna zanemariva količina energije, od 0,4 kilodžula na sat, manja od one koja je potrebna za pokretanje LED žarulje od jednog vata. Jednako impresivno, tim kaže da sustav može uhvatiti ugljični dioksid po cijeni od 145 američkih dolara po toni, što je u skladu sa smjernicama Ministarstva energetike.

Uređaj je dovoljno mali da stane u ruksak i modularan je, što znači da se više jedinica potencijalno može naslagati jedna na drugu kako bi se napravili uređaji prikladni za različite postavke.

Čitav znanstveni rado objavljen u časopisu Energy možete pronaći na ovoj poveznici.