Izumitelji sa Univerziteta Cambridge razvili su umjetno lišće koje proizvodi čisto gorivo dok pluta na vodi.
Ultratanki, lagani i fleksibilni uređaji koriste solarnu tehnologiju koja oponaša fotosintezu, proces kojim biljke pretvaraju sunčevu svjetlost u hranu, kako bi stvorili ugljično neutralno gorivo.
Dok lebde, pretvaraju sunčevu svjetlost, ugljični dioksid i vodu u tekuće gorivo koje se može pohraniti. To se razlikuje od konvencionalnih solarnih ćelija koje generiraju električnu struju.
Naučnici sa univerziteta izradili su prototip 2019., ali je bio previše "glomazan" da bi se koristio za komercijalnu upotrebu. Početni dizajn koristio je debele staklene podloge i premaze za zaštitu od vlage, što ga je činilo teškim i lomljivim, piše The Times.
Proteklih nekoliko godina proveli su prepravljajući uređaj koristeći tehnike minijaturizacije kako bi ga učinili dovoljno laganim da pluta na vodi.
Istraživači su ove sedmice rekli da su proveli uspješne testove lišća tako što su ih postavili na rijeku Cam, što je pokazalo da mogu pretvoriti sunčevu svjetlost u goriva jednako "učinkovito kao lišće biljaka".
Bilo je to prvi put da je čisto gorivo proizvedeno na vodi, rekli su, dodajući da bi se tehnologija mogla koristiti na zagađenim vodenim putevima, u lukama ili čak na moru, gdje bi se smanjila ovisnost globalne pomorske industrije na fosilna goriva. “Solarne farme postale su popularne za proizvodnju električne energije; predviđamo slične farme za sintezu goriva,” rekao je Virgil Andrei, s odjela za hemiju Yusuf Hamied na Cambridgeu. "Oni bi mogli opskrbljivati obalna naselja, udaljene otoke, pokrivati industrijska jezerca ili sprečavati isparavanje vode iz kanala za navodnjavanje."
Listovi rade kada su prisutni voda i CO2, a sunčeva svjetlost pada na ploču presvučenu poluvodičkim prahom. On apsorbira svjetlost, a elektroni u panelu postaju "pobuđeni" prije nego što se spoje s CO2.
Iz vode se oslobađaju protoni koji zatim smanjuju CO2, a hemijskom reakcijom nastaje mravlja kiselina koja se može pohraniti.
Tim predvodi profesor Erwin Reisner, koji se nada da bi ova tehnologija mogla napraviti revoluciju u pomorskoj industriji, gdje teretni brodovi pogonjeni fosilnim gorivima prevoze 80 posto globalne trgovine.
"Željeli smo vidjeti koliko možemo smanjiti materijale koje ti uređaji koriste, a da pritom ne utječu na njihovu izvedbu", rekao je. "Ako uspijemo materijale podrezati dovoljno daleko da budu dovoljno lagani da lebde, otvaraju se potpuno novi načini na koje se ovo umjetno lišće može koristiti."
Reisner je dodao: „Mnoge tehnologije obnovljivih izvora energije, uključujući tehnologije solarnih goriva, mogu zauzeti velike količine prostora na kopnu, pa bi premještanje proizvodnje na otvorene vode značilo da se čista energija i korištenje zemljišta ne natječu jedno s drugim. U teoriji, ove uređaje možete smotati i staviti gotovo bilo gdje, u gotovo bilo koju zemlju, što bi također pomoglo u energetskoj sigurnosti.”
Tim je dobio zadatak pronaći način da smanji svoj početni dizajn pričvršćivanjem apsorbera svjetla na lagane "supstrate" koji su zaštićeni od infiltracije vode.
Koristili su metalne okside u tankom sloju i materijale poznate kao perovskiti, koji se mogu premazati na fleksibilne plastične i metalne folije, te su ih prekrili mikrometarskim, vodoodbojnim slojevima na bazi ugljika koji su spriječili prolazak vlage.
"Ova studija pokazuje da je umjetno lišće kompatibilno s modernim tehnikama izrade, što predstavlja rani korak prema automatizaciji i povećanju proizvodnje solarnog goriva", rekao je Andrei. "Ovi listovi kombiniraju prednosti većine tehnologija solarnih goriva, budući da postižu malu težinu praškastih suspenzija i visoke performanse žičanih sistema."
Listovi nisu spremni za komercijalnu primjenu jer će biti potrebna dodatna poboljšanja, uključujući stvaranje metode za prikupljanje goriva iz lista.