Elk moment nemen we deel aan een uitwisseling die essentieel is om het leven in stand te houden. We ademen zuurstof in en geven koolstofdioxide af, die planten vervolgens opnemen (gecombineerd met zonlicht en water) om meer zuurstof te creëren. En de cyclus gaat door, waarbij de natuur fungeert als de longen van de planeet. Maar naarmate onze manier van leven evolueert, geven we koolstofdioxide af via industrieën zoals transport, terwijl we zuurstof verminderen door ontbossing. Dit leidt tot ongekende onevenwichtigheden in de atmosfeer. Kunstmatige fotosynthese kan deze trend veranderen.
De natuur nabootsen
De basis van kunstmatige fotosynthese ligt in onderzoek uitgevoerd in de jaren 70 door de Japanse onderzoekers Akira Fujishima en Kenichi Honda. Hun experiment toonde aan hoe waterstof en zuurstof in water gesplitst konden worden met behulp van licht en een katalysator (een stof die in dit geval het proces versnelt), genaamd titaniumdioxide. Van hieruit kon men de nu gescheiden waterstof krijgen en gebruiken als brandstof. Het was zeer inefficiënt omdat hun model alleen werkte op UV-licht en een lage conversieratio had.
Dit bewees echter dat we het kunnen nabootsen de manier waarop planten energie opwekken, een complex proces dat zich gedurende miljoenen jaren heeft ontwikkeld. Kunstmatige fotosynthese is sindsdien aanzienlijk geëvolueerd en heeft de naam gekregen die we nu kennen. Er is nog steeds een tak die zich richt op het benutten van licht, die geavanceerde technieken zoals nanodeeltjes toepast en de katalysatorassemblagestructuur optimaliseert, allemaal om deze methode zo efficiënt mogelijk en levensvatbaar mogelijk te maken om schone energie te produceren in een grootschalige omgeving.
Buiten imitatie
Een andere tak heeft voortgekomen dat nog dichter bij fotosynthese ligt en koolstofdioxide omzet in monoxide, wat ook weer kan worden omgezet in brandstof. Gezien de overmaat aan koolstofdioxide in onze atmosfeer, kan dit een enorm keerpunt zijn. Het vooruitzicht van kunstmatige planten die ons zowel van energie voorzien als onze lucht filteren, is niet langer onmogelijk.
We hebben echter nog een lange weg te gaan voordat het werkelijkheid wordt. En we zijn de natuur nog steeds iets verschuldigd. Omdat we ecosystemen hebben verstoord en een evenwicht hebben verstoord dat ver boven ons uitging, zou kunstmatige fotosynthese een mogelijkheid kunnen bieden om het goed te maken in plaats van de longen van de planeet te vervangen. In combinatie met andere hernieuwbare en schone innovaties, konden we de planeet langzaam helen. En bij uitbreiding de cyclus helen die ons aandrijft.
YouTube: Duurzame energie door kunstmatige fotosynthese – Tokyo Tech News
Door op afspelen te klikken, gaat u akkoord met de voorwaarden van YouTube. Algemene Voorwaarden en PrivacybeleidGegevens kunnen gedeeld worden met YouTube/Google.
Fotocredit: De hoofdfoto is symbolisch en is gemaakt door Mo Eid.
Bronnen: Onze wereld in data / ScienceDirect / JapanGov / Tyler Irving (Universiteit van Toronto) / Glenn Roberts Jr. (Berkeley Lab)
