Apa itu fotosintesis buatan?

Tanaman mendapatkan energi mereka dengan cara yang sangat berbeda dari cara orang mendapatkan energi.Ketika manusia membutuhkan energi, dia makan makanan.Ketika sebuah tanaman membutuhkan energi, ia menggunakan proses fotosintesis untuk mengambil karbon dioksida dari lingkungan dan menggunakan sinar matahari untuk mengubahnya menjadi gula, yang merupakan jenis energi yang dibutuhkan untuk tetap hidup.Para ilmuwan telah bekerja untuk mereplikasi proses fotosintesis, mencoba memanfaatkan energi Suns dengan cara yang baru, efektif dan ramah secara ekologis, dan penelitian fotosintesis buatan telah menghasilkan hasil yang menarik.

Kemampuan untuk menghasilkan fotosintesis buatan pertama kali diumumkan pada tahun 2000, meskipun penelitian telah berada dalam tahap perencanaan sebelum itu.Para peneliti mengandalkan efek Honda-Fujishima, yang ditemukan pada tahun 1953 dan menggunakan titanium dioksida sebagai fotokatalis.Fotokatalis mempercepat proses yang berkaitan dengan cahaya dan, dalam hal ini, energi.

Karena minat ilmiah dan bisnis dalam fotosintesis buatan dan keinginan untuk produk baru yang potensial yang dapat berasal darinya, bidang penelitian dibagi menjadi dua sisi.Ini menghasilkan dua hasil yang berbeda: sel-sel fotoelektrokimia dan sel surya yang peka terhadap pewarna.Setiap sel beroperasi pada prinsip yang berbeda tetapi mencoba untuk mendapatkan hasil yang sama: energi fotosintesis buatan yang dapat dimanfaatkan dan disimpan untuk digunakan nanti, yang akan mengurangi ketergantungan dunia pada sumber energi yang tidak terbarukan.Arus listrik air untuk membuat hidrogen dan oksigen dalam proses yang disebut elektrolisis.Listrik kemudian dapat disimpan dalam hidrogen, yang merupakan "pembawa energi," dan energi dapat digunakan nanti, seperti dalam baterai.Ada dua jenis PEC, satu yang menggunakan permukaan semikonduktor untuk menyerap energi matahari dan membantu membagi molekul air untuk penggunaan energi.Varietas lain menggunakan logam terlarut untuk menarik energi matahari dan memulai proses fotosintesis buatan.Katalis logam yang paling umum untuk jenis reaksi ini adalah kobalt dan rhodium.Para peneliti dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) telah menemukan logam ini menjadi yang paling efektif untuk pekerjaan semacam ini.

Jenis sel lain yang diteliti, sel surya peka-pewarna, kadang-kadang disebut sel gratzel atau sel Graetzel.Seperti PEC, sel fotosintesis buatan pewarna yang peka menggunakan semikonduktor untuk mengumpulkan energi, biasanya silikon.Dalam sel yang peka terhadap pewarna, semikonduktor digunakan untuk mengangkut energi yang dikumpulkan, dan fotoelektron, atau partikel energi, dipisahkan dan dimanfaatkan menggunakan pewarna khusus.Sel-sel Gratzel dianggap sebagai bentuk fotosintesis buatan yang paling efektif saat ini tersedia, serta yang paling hemat biaya untuk diproduksi.Kerugiannya terutama karena masalah suhu yang terkait dengan pewarna cair, karena ini dapat membeku pada suhu yang lebih rendah dan menghentikan produksi energi, dan berkembang pada suhu yang lebih tinggi dan pecah.

Penelitian masih dilakukan di bidang fotosintesis buatan, terutama dalam mengejar menemukan katalis yang lebih baik dan mekanisme transportasi energi.Meskipun mereka bukan bentuk produksi energi yang paling efektif yang tersedia, masih ada minat besar pada mereka karena hasil potensial yang tinggi, biaya manufaktur yang rendah dan kemungkinan implikasi bagi lingkungan.Jika fotosintesis buatan dapat diakses dan dapat diandalkan, ketergantungan dunia pada bahan bakar fosil yang tidak terbarukan dapat sangat berkurang.