Hvad er kunstig fotosyntese?

Planter får deres energi på en måde, der er meget forskellig fra den måde, folk får energi på.Når en menneskelig har brug for energi, spiser han mad.Når en plante har brug for energi, bruger den processen med fotosyntesen til at indtage kuldioxid fra miljøet og bruge sollys til at omdanne det til sukker, som er den type energi, den har brug for for at holde sig til at leve.Forskere har arbejdet med at gentage processen med fotosyntesen og forsøge at udnytte Suns -energien på en ny, effektiv og økologisk venlig måde, og den kunstige fotosynteseforskning har givet interessante resultater.

Evnen til at producere kunstig fotosyntese blev først annonceret i 2000, skønt forskning havde været i planlægningsfasen før da.Forskere stolede på Honda-Fujishima-effekten, som blev opdaget i 1953 og bruger titandioxid som fotokatalysator.En fotokatalysator fremskynder processer, der vedrører lys og i dette tilfælde energi.

På grund af videnskabelig og forretningsinteresse i kunstig fotosyntese og ønsket om potentielle nye produkter, der kunne stamme fra det, opdelt, deltog forskningsfeltet i to sider.Dette gav to forskellige resultater: fotoelektrokemiske celler og farvestofsensibiliserede solceller.Hver celle fungerer på forskellige principper, men forsøger at opnå det samme resultat: kunstig fotosyntetisk energi, der kan udnyttes og opbevares til senere brug, hvilket ville reducere verdensafhængighedDen elektriske strøm af vand til at skabe brint og ilt i en proces kaldet elektrolyse.Elektricitet kan derefter opbevares i brintet, som er en "energibærer", og energien kan bruges senere, såsom i batterier.Der er to typer pecs, en der bruger halvlederoverflader til at absorbere solenergien og hjælpe med at opdele vandmolekyler til energiforbrug.Den anden sort bruger opløste metaller til at trække solenergi ind og starte processen med kunstig fotosyntese.De mest almindelige metalkatalysatorer for denne type reaktion er kobolt og rhodium.Forskere fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) har fundet, at disse metaller er den mest effektive til denne slags arbejde.

Den anden type celle, der undersøges, den farvestof-sensibiliserede solcelle, kaldes undertiden en gratzelcelle eller graetzelcelle.Ligesom PEC'er bruger farvestof-sensibiliserede kunstige fotosynteseceller en halvleder til at indsamle energi, normalt silicium.I farvestofsensibiliserede celler bruges halvlederen til at transportere den indsamlede energi, og fotoelektronerne eller energipartikler adskilles og udnyttes ved hjælp af specielle farvestoffer.Gratzel-celler betragtes som den mest effektive form for kunstig fotosyntese, der i øjeblikket er tilgængelig, såvel som de mest omkostningseffektive at fremstille.Ulemperne skyldes hovedsageligt temperaturproblemer relateret til de flydende farvestoffer, fordi disse kan fryse ved lavere temperaturer og ophøre med energiproduktionen og udvide ved højere temperaturer og bryde.

Der udføres stadig forskning inden for kunstig fotosyntese, især i forfølgelsen af at finde bedre katalysatorer og energitransportmekanismer.Selvom de ikke er den mest effektive form for energiproduktion til rådighed, er der stadig stor interesse for dem på grund af deres høje potentielle udbytte, lave produktionsomkostninger og mulige konsekvenser for miljøet.Hvis kunstig fotosyntese kunne gøres tilgængelig og pålidelig, kunne verdensafhængigheden af ikke -vedvarende fossile brændstoffer reduceres kraftigt.