برگ مصنوعي

ما در سال‌هاي اخير شاهد پيشرفت‌هاي قابل‌توجهي در رابطه با انرژي‌ پايدار بوده‌ايم، اما هنوز كارهاي زيادي براي انجام دادن باقي مانده است. با اين‌حال، خبرهاي دلگرم‌كننده‌اي درباره توسعه يك برگ مصنوعي شنيده مي‌شود كه مي‌تواند منجر به توليد سوخت تركيبي واقعا پاك گردد.

قدم بسيار مهم در دستيابي به اين تكنولوژي، توليد پايدار گاز تركيبي (syngas)، كه متشكل از هيدروژن و مونواكسيد كربن است، خواهد بود. اين گاز، در حال‌حاضر به‌طور گسترده‌اي در توليد سوخت‌ها، داروها و سوخت‌هاي مختلف مورد استفاده قرار مي‌گيرد. گاز تركيبي را به چند روش مي‌توان توليد كرد، اما آن را معمولا از تركيب محصولات باقي‌مانده از مواد زغال‌سنگي يا نفتي بدست مي‌آورند.

برگ مصنوعي جديد، در آب غوطه‌ور است و انرژي خود را از نور خورشيد مي‌گيرد؛ هرچند كه در روزهاي ابري هم مي‌تواند كار كند. اين برگ قادر به توليد گاز تركيبي پايدار، بدون انتشار هيچ دي‌اكسيدكربني در هوا است.

Erwin Reinser، يكي از شيميدان‌هاي دانشگاه كمبريج لندن، مي‌گويد كه: شايد شما تابه‌حال چيزي از گاز تركيبي نشنيده باشيد، اما ما هر روز محصولاتي را مصرف مي‌كنيم كه با استفاده از آن توليد شده‌اند.

توانايي توليد پايدار گاز تركيبي، يك گام اساسي در نزديكي به چرخه كربن جهاني و برقراري يك صنعت شيميايي و سوخت قابل‌دوام خواهد بود.

برگ مصنوعي جديد، به تقليد از فرايند فتوسنتز موجود در گياهان، نور، آب و دي‌اكسيد كربن ورودي را با يك كاتاليست كبالت به نام perovskite تركيب مي‌كند و در طرف ديگر، به شما هيدروژن و مونواكسيد كربن تحويل مي‌دهد كه بعدا مي‌توان از آنها در توليد گاز تركيبي استفاده كرد.

شيميدان ديگري از دانشگاه كمبريج مي‌گويد كه: شما محدود به استفاده از اين تكنولوژي، فقط در كشورهاي گرم يا تنها در طول ماه‌هاي تابستان نخواهيد بود. شما مي‌توانيد از طلوع تا غروب آفتاب و در هر نقطه دنيا از آن استفاده كنيد.

البته اين موضوع، براي آن بخش‌هايي از دنيا كه تابش مدوام نورخورشيد يا تامين ثابت جريان برق را به‌طور تضمين‌شده ندارند، از اهميت زيادي برخوردار است.

در حاليكه توسعه منابع تجديدپذير توليد برق، مانند باد و انرژي خورشيدي، در سال‌هاي اخير افزايش چشم‌گيري داشته است، اما تقاضاي انرژي دنيا، بسيار فراتر از برق توليدشده است و وسايل نقليه سنگين، كشتي‌ها و هواپيماهاي مسافربري، همگي به سوخت‌هاي پاك‌تر نياز دارند؛ و اين همان جايي است كه برگ مصنوعي مي‌تواند بسيار موثر واقع شود.

اعضاي تيم تحقيق، درباره تكنولوژي جديد مي‌گويند كه آنها از بابت كاتاليست‌ها و تركيب مواد مختلف مطمئن هستند. لذا اين موضوع مي‌تواند حكايت از يك آينده خوب براي ما داشته باشد. ضمن اينكه، گاز تركيبي هم ممكن است ديگر به‌عنوان يك مرحله مياني مورد نياز نباشد و بتوان سوخت پاك بدون كربن را مستقيما توليد كرد.

Reisner گفته كه: ما مي‌خواهيم به جاي اينكه ابتدا گاز تركيبي را توليد و سپس آن را به سوخت مايع تبديل كنيم، اين سوخت مايع را تنها در يك مرحله، از دي‌اكسيد كربن و آب بسازيم.

نتايج مطالعه حاضر، در مجله Nature Materials چاپ شده است.