Qu'est-ce que la photosynthèse artificielle?
Les plantes obtiennent leur énergie d'une manière très différente de la façon dont les gens obtiennent de l'énergie.Lorsqu'un humain a besoin d'énergie, il mange de la nourriture.Lorsqu'une plante a besoin d'énergie, elle utilise le processus de photosynthèse pour absorber le dioxyde de carbone de l'environnement et utiliser la lumière du soleil pour la convertir en sucres, qui est le type d'énergie dont il a besoin pour continuer à vivre.Les scientifiques ont travaillé pour reproduire le processus de photosynthèse, essayant d'exploiter l'énergie Suns d'une manière nouvelle, efficace et écologiquement amicale, et la recherche sur la photosynthèse artificielle a donné des résultats intéressants.
La capacité de produire une photosynthèse artificielle a été annoncée pour la première fois en 2000, bien que la recherche ait été dans les étapes de la planification avant cela.Les chercheurs se sont appuyés sur l'effet Honda-Fujishima, qui a été découvert en 1953 et utilise le dioxyde de titane comme photocatalyste.Un photocatalyseur accélère les processus relatifs à la lumière et, dans ce cas, à l'énergie.
En raison de l'intérêt scientifique et commercial pour la photosynthèse artificielle et le désir de nouveaux produits potentiels qui pourraient en découler, le domaine de recherche divisé en deux côtés.Cela a produit deux résultats différents: les cellules photoélectrochimiques et les cellules solaires sensibilisées au colorant.Chaque cellule fonctionne sur différents principes mais essaie d'obtenir le même résultat: une énergie photosynthétique artificielle qui peut être exploitée et stockée pour une utilisation ultérieure, ce qui réduirait la dépendance des mondes à des sources d'énergie non renouvelables.Le courant électrique de l'eau pour créer de l'hydrogène et de l'oxygène dans un processus appelé électrolyse.L'électricité peut ensuite être stockée dans l'hydrogène, qui est un «support d'énergie», et l'énergie peut être utilisée plus tard, comme dans les batteries.Il existe deux types de PEC, un qui utilise des surfaces semi-conducteurs pour absorber l'énergie solaire et aider à diviser les molécules d'eau pour une consommation d'énergie.L'autre variété utilise des métaux dissous pour attirer l'énergie solaire et démarrer le processus de photosynthèse artificielle.Les catalyseurs métalliques les plus courants pour ce type de réaction sont le cobalt et le rhodium.Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont trouvé que ces métaux étaient les plus efficaces pour ce type de travail.
L'autre type de cellule étant recherché, la cellule solaire sensibilisée au colorant, est parfois appelée cellule de gratzel ou cellule Graetzel.Comme les PEC, les cellules de photosynthèse artificielle sensibilisé à la teinture utilisent un semi-conducteur pour collecter de l'énergie, généralement du silicium.Dans les cellules sensibilisées au colorant, le semi-conducteur est utilisé pour transporter l'énergie collectée, et les photoélectrons, ou particules d'énergie, sont séparés et exploités à l'aide de colorants spéciaux.Les cellules de gratzel sont considérées comme la forme la plus efficace de photosynthèse artificielle actuellement disponible, ainsi que la plus rentable de la fabrication.Les inconvénients sont principalement dus à des problèmes de température liés aux colorants liquides, car ceux-ci peuvent geler à des températures plus basses et cesser la production d'énergie, et se développer à des températures plus élevées et une rupture.
La recherche est toujours en cours dans le domaine de la photosynthèse artificielle, en particulier dans la recherche de meilleurs catalyseurs et mécanismes de transport d'énergie.Bien qu'ils ne soient pas la forme la plus efficace de production d'énergie disponible, il y a encore un grand intérêt en raison de leur rendement potentiel élevé, de leur faible coût de fabrication et de leurs implications possibles pour l'environnement.Si la photosynthèse artificielle pouvait être rendue accessible et fiable, la dépendance des mondes sur les combustibles fossiles non renouvelables pourrait être considérablement réduit.