Co to jest sztuczna fotosynteza?

Rośliny dostają swoją energię w sposób, który bardzo różni się od sposobu, w jaki ludzie uzyskują energię.Kiedy człowiek potrzebuje energii, je jedzenie.Gdy roślina potrzebuje energii, wykorzystuje proces fotosyntezy do przyjmowania dwutlenku węgla z środowiska i wykorzystania światła słonecznego do przekształcania go w cukry, co jest rodzajem energii, której potrzebuje, aby utrzymać życie.Naukowcy pracowali nad powtórzeniem procesu fotosyntezy, próbując wykorzystać energię Słońca w nowy, skuteczny i ekologicznie przyjazny sposób, a badania sztucznych fotosyntezy przyniosły ciekawe wyniki.

Zdolność do wyprodukowania sztucznej fotosyntezy została po raz pierwszy ogłoszona w 2000 r., Chociaż badania były wcześniej na etapach planowania.Naukowcy polegali na efekcie Honda-Fujishima, który został odkryty w 1953 r. I wykorzystuje dwutlenek tytanu jako fotokatalizator.Fotokatalizator przyspiesza procesy związane z światłem i, w tym przypadku, energii.

Ze względu na naukowe i biznesowe zainteresowanie sztuczną fotosyntezy oraz chęć potencjalnych nowych produktów, które mogłyby z tego wynikać, dziedzina badań podzielona na dwie strony.Doprowadziło to dwa różne wyniki: komórki fotoelektrochemiczne i ogniwa słoneczne wrażliwe na barwnik.Każda komórka działa na różnych zasadach, ale próbuje uzyskać ten sam wynik: sztuczna energia fotosyntetyczna, którą można wykorzystać i przechowywać do późniejszego wykorzystania, co zmniejszyłoby zależność światów od nie doległych źródeł energii.

Komórki fotoelektrochemiczne, również określane jako PEC, użyj, użyj, użyj, użyj.Prąd elektryczny wody do tworzenia wodoru i tlenu w procesie zwanym elektrolizą.Elektryczność można następnie przechowywać w wodorze, który jest „nośnikiem energii”, a energię można użyć później, na przykład w akumulatorach.Istnieją dwa rodzaje PEC, jeden, który wykorzystuje powierzchnie półprzewodników w celu wchłaniania energii słonecznej i pomocy w dzielonych cząsteczkach wody w celu zużycia energii.Druga odmiana wykorzystuje rozpuszczone metale do pobierania energii słonecznej i rozpoczęcia procesu sztucznej fotosyntezy.Najczęstszymi katalizatorami metali dla tego rodzaju reakcji są kobalt i rod.Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) stwierdzili, że metale te są najbardziej skuteczne w tego rodzaju pracy.

Drugi rodzaj badań komórki, wrażliwy na barwnik ogniwa słonecznego, jest czasami nazywany komórką gratzelową lub komórką Graetzel.Podobnie jak PECS, sztuczne komórki fotosyntezy uczulające barwniki wykorzystują półprzewodnik do zbierania energii, zwykle krzemu.W komórkach-uwrażliwych na barwniki półprzewodnik jest wykorzystywany do transportu zebranej energii, a fotoelektron lub cząstki energii są oddzielone i wykorzystane przy użyciu specjalnych barwników.Komórki gratzel są uważane za najskuteczniejszą formę sztucznej fotosyntezy, a także najbardziej opłacalny do produkcji.Wady są głównie spowodowane problemami temperaturowymi związanymi z barwnikami ciekłymi, ponieważ mogą one zamrozić w niższych temperaturach i zaprzestać produkcji energii oraz rozszerzać się w wyższych temperaturach i przerwie.

Badania są nadal wykonywane w dziedzinie sztucznej fotosyntezy, szczególnie w poszukiwaniu lepszych katalizatorów i mechanizmów transportu energii.Chociaż nie są one najskuteczniejszą formą produkcji energii, nadal jest nimi bardzo zainteresowane ze względu na ich wysoki potencjał, niski koszt produkcji i możliwe implikacje dla środowiska.Gdyby sztuczna fotosynteza mogła zostać dostępna i niezawodna, zależność światów od nierejestrowanych paliw kopalnych może zostać znacznie zmniejszona.