Tutkijat innoissaan, soluvoimaloista energiaa keinotekoisen fotosynteesin avulla

Pieniä soluvoimaloita pystytään tekemään kennojen avulla, jotka hyödyntävät auringonvaloa, hiilidioksidia ja vettä tuottaakseen sokeria.

Luonto ei ole koskaan päässyt lähellekään sitä tehokkuutta kuin mihin keinotekoinen kenno pystyy. Ongelmana on kennon lyhyt kesto, joten kovin nopeasti näitä pieniä soluvoimaloita ei tule käyttöön.

Nature can be very conservative, it never explored the full range of photosynthesis options,” says Erb. “That’s what excites us: we can realize solutions nature has never touched on.”

https://www.nature.com/articles/d41586-020-01396-4

”Luonto voi olla hyvin konservatiivinen, se ei ole koskaan tutkinut kaikkia fotosynteesivaihtoehtoja ”, Erb sanoo. ”Se innostaa meitä: voimme ymmärtää ratkaisuja, joita luonto ei ole koskaan käsitellyt.”

Kyllähän tuo fotosynteesi on niitä luonnon ihmeitä, joka on tutkijoita kiehtonut jo 50 vuotta, ei ole kuitenkaan innostusta paljoa pidemmälle päästy.

Luonnollinen fotosynteesi käyttää vain pienen osan auringon spektristä hyödyksi, ja kasvit käyttävät osan tuottamastaan energiasta itse pysyäkseen hengissä. Keinotekoista kennoa voidaan käyttää tehokkaammin, vain energiantuotantoon. Kennon kestävyys olisi edellytys kaupalliselle sovellukselle. Joten jäädään kuulolle.

EDIT: Keinotekoisen fotosynteesin osalta tehokkuutta on nostettu, vedyn tuotannossa ennätykselliseen 19,3 %. Kts. linkki.

Projekti koskee kiinteän nestemäisen liitännän ja katalyysin suhdetta. Kasvit saavuttavat noin yhden prosentin fotosynteesin tehokkuuden. Voimme periaatteessa paremmin käyttää ns. puolijohdemateriaaleja. Tämä antaa meille mahdollisuuden hyödyntää peräkkäin auringonvaloa luonteeltaan – ensin sen korkean energian sininen osa ja sitten alhaisen energianpunainen ja infrapunaosat. Tällaista kokoonpanoa kutsutaan tandem- tai monisuuntajan asennukseksi, jonka tarkoitus on varmistaa veden hajoamiselle perusteellisesti prosessin tehokkuus. Tällaista asennusta voidaan käyttää myös hiilidioksidin jakamiseen sen komponentteihin. Decor-projekti pyrkii järjestelmälliseen lähestymistapaan käyttäen erittäin tehokkaita aurinkokennoja, jotka ovat jo yleisiä aurinkosähköisissä. Tämä tarkoittaa, että yrität päihittää luontoa. Kuinka paljon paremmaksi haluat tulla? Aurinkosähkö on opettanut meille, että emme voi olla kilpailukykyisiä alhaisella, aurinko-polttoainetehokkuudella. Meidän ei pidä missään tapauksessa jäädä alle 10%. Ihannetapauksessa meidän pitäisi saavuttaa tai jopa ylittää 20% tehokkuustaso. Olemme jo onnistuneet tekemään niin vedyn tuotannossa, jossa olemme tehneet yhteistyötä yhteistyökumppaneidemme kanssa Yhdysvaltojen keinotekoisen fotosynteesin (JCAP) kanssa keinotekoisen lehtien kehittämiseksi ja joka saavutti maailmanlaajuisen ennätystehokkuuden, 19,3%. Olemme siis hyvässä asemassa, mutta voimme ja meidän on kyettävä vielä parempaan.”

https://www.bmbf.de/en/the-goal-is-to-manufacture-an-artificial-leaf-11908.html

”Our project is about the solid-liquid interface and catalysis. Plants achieve a photosynthesis efficiency of around one percent. We can do much better in principle, using so-called semiconductor materials. This enables us to successively exploit sunlight in the way nature does – first its high-energy blue part, and then the low-energy red and infrared parts. Such a configuration is called tandem or multi-absorber set-up, which you need to ensure the efficiency of the fundamental process of water decomposition. Such a set-up can also be used to split carbon dioxide into its components. Our DEPECOR project pursues a systemic approach, using highly efficient solar sub-cells that are already common in photovoltaics.
That means you are trying to outwit nature. How much better do you want to become?
Photovoltaics has taught us that we cannot be competitive with low, solar-to-fuel efficiency. We must by no means remain under 10%. Ideally we should reach or even surpass an efficiency level of 20%. We have already succeeded in doing so in hydrogen generation, where we have cooperated with our partners at the Joint Center for Artificial Photosynthesis (JCAP) in the United States to develop an artificial leaf and achieved a world record efficiency of 19.3%. We are thus in a good position, but we can and must do even better.”

 

 

 

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu