Vad är konstgjord fotosyntes?

Växter får sin energi på ett sätt som skiljer sig mycket från hur människor får energi.När en människa behöver energi äter han mat.När en växt behöver energi använder den processen med fotosyntes för att ta in koldioxid från miljön och använda solljus för att omvandla den till sockerarter, vilket är den typ av energi den behöver för att fortsätta leva.Forskare har arbetat för att replikera processen med fotosyntes, försöka utnyttja Suns -energin på ett nytt, effektivt och ekologiskt vänligt sätt, och den konstgjorda fotosyntesforskningen har gett intressanta resultat.

Förmågan att producera konstgjord fotosyntes tillkännagavs först 2000, även om forskning hade varit i planeringsstadierna innan dess.Forskare förlitade sig på Honda-Fujishima-effekten, som upptäcktes 1953 och använder titandioxid som en fotokatalysator.En fotokatalysator påskyndar processer som rör ljus och i detta fall energi.

På grund av vetenskapligt och affärsintresse för konstgjord fotosyntes och önskan om potentiella nya produkter som kan komma från det delades forskningsfältet i två sidor.Detta gav två olika resultat: fotoelektrokemiska celler och färgsensibiliserade solceller.Varje cell arbetar med olika principer men försöker få samma resultat: konstgjord fotosyntetisk energi som kan utnyttjas och lagras för senare användning, vilket skulle minska världens beroende av icke -förnybara energikällor.

Fotoelektrokemiska celler, även kallad PEC: er, användningDen elektriska strömmen för vatten för att skapa väte och syre i en process som kallas elektrolys.Elektricitet kan sedan förvaras i väte, som är en "energibärare", och energin kan användas senare, till exempel i batterier.Det finns två typer av PEC: er, en som använder halvledarytor för att absorbera solenergin och hjälpa till att dela vattenmolekyler för energianvändning.Den andra sorten använder upplösta metaller för att dra in solenergi och starta processen med konstgjord fotosyntes.De vanligaste metallkatalysatorerna för denna typ av reaktion är kobolt och rodium.Forskare från Massachusetts Institute of Technology (MIT) har funnit att dessa metaller är de mest effektiva för den här typen av arbete.

Den andra typen av cell som undersöks, den färgämnen-sensibiliserade solcellen, kallas ibland en gratzelcell eller Graetzel-cell.Liksom PEC: er använder färgsensibiliserade konstgjorda fotosyntesceller en halvledare för att samla energi, vanligtvis kisel.I färgsensibiliserade celler används halvledaren för att transportera den uppsamlade energin, och fotoelektronerna, eller energipartiklar, separeras och utnyttjas med speciella färgämnen.Gratzel-celler anses vara den mest effektiva formen av konstgjord fotosyntes som för närvarande finns, liksom den mest kostnadseffektiva att tillverka.Nackdelarna beror främst på temperaturproblem relaterade till vätskedyerna, eftersom dessa kan frysa vid lägre temperaturer och upphöra med energiproduktionen och expandera vid högre temperaturer och brytning.

Forskning utförs fortfarande inom området konstgjord fotosyntes, särskilt för att hitta bättre katalysatorer och energitransportmekanismer.Även om de inte är den mest effektiva formen för energiproduktion, finns det stort intresse för dem fortfarande på grund av deras höga potentiella avkastning, låga tillverkningskostnader och möjliga konsekvenser för miljön.Om konstgjord fotosyntes skulle kunna göras tillgängligt och pålitligt kan världens beroende av icke -förnybara fossila bränslen minskas kraftigt.