برگ های مصنوعی و تولید برق خانه های آینده

گیاهان و خزه‌های دریایی قادرند تا به کمک واکنش‌های شیمیایی، کلروفیل و آب، انرژی خورشید را برداشت کنند. ما هم توانسته‌ایم از انرژی خورشید به شکل الکتریسیته استفاده کنیم اما آنچه گیاهان انجام می‌دهند تبدیل انرژی خورشید به غذا برای گیاه است که در بخش‌های مختلف گیاه ذخیره می‌شود. طی سال‌های اخیر قدم‌های بزرگی در این زمینه برداشته شده تا بتوان چنین کاری به صورت مصنوعی انجام داد و از طریق این فرآیند سوخت‌های زیستی تولید کرد. در سال ۲۰۱۱ اولین برگ‌های مصنوعی مقرون به صرفه و پایدار ساخته شدند. در سال ۲۰۱۳ یک قدم به جلو برداشته شده و برگ‌هایی با خاصیت خودترمیمی ساخته شد که می‌توانستند در آب‌های ناخالص و آلوده زنده بمانند. اکنون محققین مجدداً کار بر روی این موضوع را آغاز کرده‌اند و توانسته‌اند برگ‌هایی با عملکردی بهتر از عملکرد برگ‌های طبیعی تولید کنند.

برگ های مصنوعی جدید ۲٫۰

برگ مصنوعی جدید ۲٫۰ حاصل کار دو استاد دانشگاه هاروارد در رشته بیوشیمی به نام‌های دنیل نوکرا و پاملا سیلور است. این برگ جدید درون آب قرار گرفته، شروع به جذب آب کرده و سپس مولکول‌های آب را به گازهای هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌کند. هر دوی این گازها قابل برداشت و استفاده در سلول‌های (پیل‌های) سوختی هستند. علاوه بر این در حال حاضر از هیدروژن- و به کمک باکتری‌های اصلاح شده از لحاظ ژنتیکی- برای تولید سوخت‌های زیستی استفاده می‌شود.

آینده انرژی خورشیدی در خاصیت خودترمیمی

این برگ های مصنوعی در بعد عملکردی، حتی برگ‌های طبیعی را نیز پشت سر می‌گذارند. کاتالیست مورد استفاده در این برگ های مصنوعی از آنچه در طبیعت وجود دارد بسیار بهتر است و می‌تواند سرعت واکنش شیمیایی را به تناسب ورژن‌های قبلی این برگ‌‌های مصنوعی به طرز چشمگیری افزایش دهد. در برگ‌های قبلی، کاتالیست نیکل- مولیبدن- روی اکسیژن فعال تولید می‌کرد که دی‌ان‌ای باکتری را تخریب می‌کرد، به همین دلیل برگ در ولتاژ بالاتری فعالیت می‌کرد که باعث کاهش کارایی آن می‌شد. این بار و در این برگ‌های جدید، کاتالیست کبالت- فسفر استفاده شده و اکسیژن فعال تولید نمی‌کند که باعث افزایش چشمگیر کارایی تا حدود ۱۰ برابر می‌شود. بنابراین این برگ‌ها به واقع این قابلیت را دارند تا آینده انرژی خورشیدی را شکل داده و به طور مؤثری مورد استفاده واقع شوند. طبیعت بزرگترین شیمیدان است و ما نهایتاً به این موضوع پی بردیم.

به گزارش فردانما،سیلور و نوکرا قبلاً نیز ترکیباتی همچون ایزوپنتانول و پی‌اچ‌بی- یک پیش‌ماده بیوپلاستیک- را تولید کرده‌اند. کاتالیست‌هایی که در این برگ‌ها استفاده شده‌اند خاصیت خودترمیمی دارند و هیچگونه محصول جانبی تولید نمی‌کنند. این برگ‌ها می‌توانند یک منبع اصلی در انرژی‌های تجدیدپذیر در آینده باشند.

No tags for this post.