Varje ögonblick deltar vi i ett utbyte som är avgörande för att upprätthålla livet. Vi andas in syre och släpper ut koldioxid som växter sedan tar (i kombination med solljus och vatten) för att skapa mer syre. Och cykeln fortsätter, naturen fungerar som planetens lungor. Ändå, när vårt sätt att leva utvecklas, släpper vi ut koldioxid via industrier som transporter samtidigt som vi minskar syre genom avskogning. Detta leder till obalanser utan motstycke i atmosfären. Konstgjord fotosyntes kan ändra denna trend.
Efterliknar naturen
Grunden för artificiell fotosyntes ligger i forskning genomförd under 70-talet av de japanska forskarna Akira Fujishima och Kenichi Honda. Deras experiment visade hur väte och syre i vatten kunde delas med hjälp av ljus och en katalysator (ett ämne som i det här fallet påskyndar processen) som kallas titandioxid. Härifrån kunde man hämta det nu separerade vätet och använda det som bränsle. Det var mycket ineffektivt eftersom deras modell bara fungerade på UV-ljus och hade en låg konverteringsfrekvens.
Detta visade dock att vi kan härma hur växter genererar energi, en komplex process som utvecklats under miljontals år. Konstgjord fotosyntes har sedan dess utvecklats avsevärt, och den fick det namn vi känner den nu. Det finns fortfarande en gren som fokuserar på att utnyttja ljus som tillämpar avancerade tekniker som nanopartiklar och optimerar katalysatorkonstruktionen allt för att göra denna metod så effektiv som möjligt och lönsam för att producera ren energi i en storskalig miljö.
Bortom imitation
En annan gren har dykt som är ännu närmare fotosyntes och förvandlar kol från dioxid till monooxid, som också kan omvandlas till bränsle. Med tanke på överskottet av koldioxid i vår atmosfär kan detta vara en enorm vändpunkt. Utsikten till konstgjorda växter som både driver oss och filtrerar vår luft är inte längre omöjligt.
Vi har dock en lång väg kvar innan det blir verklighet. Och vi är fortfarande skyldiga naturen. Eftersom vi har stört ekosystemen och slitit sönder en balans som vida översteg oss, kan artificiell fotosyntes erbjuda en möjlighet att gottgöra snarare än att ersätta planetens lungor. I kombination med andra förnybara och rena innovationer, vi kunde sakta läka planeten. Och i förlängningen, läka cykeln som driver oss.
YouTube: Hållbar energi genom artificiell fotosyntes – Tokyo Tech News
Genom att klicka på spela godkänner du YouTubes Användarvillkor och IntegritetspolicyData kan komma att delas med YouTube/Google.
Fotokredit: Den funktionella bilden är symbolisk och har tagits av Mo Eid.
Källor: Vår värld i data / Science / JapanGov / Tyler Irving (University of Toronto) / Glenn Roberts Jr. (Berkeley Lab)
