دی‌اکسیدکربن با برگی مصنوعی به سوخت تبدیل شد

محققان برای ساخت این دستگاه از فرآیند فتوسنتز الهام گرفته‌اند؛ فرآیندی طبیعی که گیاهان با آن از نور خورشید انرژی می‌گیرند و دی‌اکسیدکربن را به مواد مغذی برای خود تبدیل می‌کنند. سوختی که این برگ مصنوعی تولید می‌کند ترکیبی است از گازهای هیدروژن و مونوکسید کربن که گاز سنتز نامیده می‌شود. گاز سنتز علاوه بر امکان کاربرد مستقیم به عنوان سوخت، در تولید آمونیاک، متانول، کودهای شیمیایی، صنعت داروسازی و تولید پلاستیک‌ها نیز استفاده می‌شود. در حال حاضر گاز سنتز از واکنش شیمیایی سوخت‌های فسیلی مانند گاز طبیعی و زغال‌سنگ تولید می‌شود. با برگ مصنوعی که پژوهشگران ساخته‌اند می‌توان گاز سنتز را بدون نیاز به استفاده از سوخت‌های فسیلی تولید کرد.
برگ مصنوعی که پژوهشگران موفق به ساخت آن شده‌اند در روزهای ابری و بارانی که نور خورشید مستقیم به سطح زمین نمی‌رسد نیز به خوبی کار می‌کند. این موضوع باعث می‌شود این فناوری نه تنها در کشورهایی با تعداد روزهای آفتابی فراوان در سال، بلکه در بیشتر مناطق جهان قابل‌استفاده باشد.
یکی از چالش‌های تولید گاز سنتز با واکنش ‌دادن دی‌اکسیدکربن و آب، گران بودن کاتالیزورهایی بوده است که برای انجام واکنش شیمیایی دی‌اکسیدکربن با آب برای تولید گاز هیدروژن و گاز مونوکسیدکربن استفاده می‌شود. اکنون این محققان موفق شده‌اند در ساختار برگ مصنوعی ساخته‌شده فلز کبالتی را که روی نانولوله‌های کربنی خاصی قرار گرفته است برای تسهیل این واکنش به کار بگیرند. کبالت نسبت به فلزهای نقره و پلاتین که پیشتر به عنوان کاتالیزگر این واکنش استفاده می‌شد ارزان‌تر است و عملکرد بهتری هم دارد. همچنین پژوهشگران جذب‌کننده‌های نور خورشید پیشرفته کارآمدی را در این برگ مصنوعی استفاده کرده‌اند که با انرژی گرفتن از نور خورشید ولتاژ بالایی تولید می‌کنند و انجام واکنش شیمیایی دی‌اکسیدکربن و آب را تسهیل و تسریع می‌کنند.
دولت استرالیا و همچنین یک شرکت نفتی اتریشی از این طرح پژوهشی حمایت مالی کرده‌اند. چون می‌توان گاز سنتز را برای تولید برخی سوخت‌های مایع به کار برد، پژوهشگران دانشگاه کمبریج اکنون دنبال راهی هستند که فناوری این برگ مصنوعی را تکمیل و آن را به روشی مستقیم برای تولید پایدار و بزرگ مقیاس سوخت مایع از واکنش دی‌اکسیدکربن و آب تبدیل کنند.

محمد عادل‌پور

پژوهشگر دکتری برق

منبع: Science Daily