Wetenskap

Kunsmatige blare help navorsers om fotone te laat draai om brandstof te maak

Kunsmatige blare help navorsers om fotone te laat draai om brandstof te maak



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Buite die California Institute of Technology steek plante en blomme hul blare uit en stuur hulle wortels dieper in die grond af. Hulle gebruik energie om suikers op te slaan, en fotosintese kom maklik daaraan toe. Intussen doen 80 plus navorsers in die Caltech Jorgensen-laboratorium baie moeite met 'n kunsmatige blaar en doen wat die blare van plante so maklik doen. Hulle doen dit met behulp van nikkel, yster, silikon en baie ander materiale wat u gewoonlik met mobiele telefone gebruik as met plantselle.

[Beeldbron:Viktor Koen]

Die laboratorium is die tuiste van die Joint Center for Artificial Photosynthesis. Dit is 'n navorsingsprogram met meer as 190 mense se betrokkenheid, wat op die bedrag van US $ 116 miljoen oor 'n tydperk van vyf jare van die Amerikaanse departement van energie. Die doel van die sentrum en navorsers is om sonlig te gebruik en waterstof saam met ander brandstowwe meer doeltreffend te maak wat die natuur in die natuur laat.

Die navorsers onderneem hierdie doel met 'n gevoel van dringendheid. Rondom 13% van die uitstoot regoor die aardbol kom kweekhuisgas per vervoer. Een van die belangrikste doelstellings is dus om besoedelende brandstowwe uit te faseer. Een manier om dit te doen, is om ligte vragmotors en motors te vervang deur voertuie wat op elektrisiteit werk wat van wind- of sonselle afkomstig is. Dit sou egter nie genoeg wees om die hele probleem die hoof te bied nie. Die JCAPs wetenskaplike direkteur en anorganiese chemikus aan die Caltech Universiteit, Nathan Lewis, het dit gesê 40% van die wêreld se vervoer kon nie op elektrisiteit laat werk nie. Meestal omdat sommige voertuie, soos vliegtuie, nie ingeprop kon word nie, aangesien hulle nie die benodigde batterye kon bevat nie.

As gevolg hiervan gebruik finansieringsagentskappe van regoor die wêreld baie hulpbronne om die krag van die son te probeer benut. Hierdie tipe krag gaan nie opraak nie en dit is koolstofvry, wat bonusse is. JCAP het hulself daartoe verbind om 'n prototipe te lewer wat van 'n kunsmatige blaar werk voordat die toekenning in 2015 verstryk.

Michael Wasielewski, 'n chemikus aan die Northwestern University in Evanston, Illinois, het gesê: 'As u hierdie soort pogings vir die volgende tien jaar sou kon volhou, is dit moontlik om 'n praktiese oplossing te hê.

Kunsmatige fotosintese is nie iets nuuts nie, dit gaan eintlik terug 1912navorsers het egter eers begin om dinge te stoot 1972. Dit was navorsers in Japan wat uiteengesit het wat nodig sou wees om 'n toestel sonlig in te neem en dan die sonlig te gebruik om water in suurstof saam met waterstofbrandstof te verdeel.

Dit was in 1998 toe 'n volledige stelsel 'n groot deurbraak en vooruitgang getoon het. Dit was toe dit kon stoor 12% van die sonenergie wat ingekom het, as brandstof. Dit was in vergelyking met die 1% energie gestoor in werklike blare as biomassa. Die nadeel was dat die koste heeltemal te veel was om mededingend te wees. Hiermee saam word gesê dat die prestasie gedaal het na sonskyn van 20 uur.

Lewis het daarop gewys dat drie dinge nodig is om 'n kunsmatige blaar te laat slaag. 'U wil hê dat dit doeltreffend, goedkoop en robuust moet wees. Ek kan jou vandag twee gee, maar nie die derde op dieselfde tyd nie.”

Die doel van JCAP was om hierdie probleem te oorkom en terselfdertyd 'n stelsel te skep wat baie goedkoper was as om water met elektrisiteit met sonpanele te verdeel. Hulle antwoord was twee elektrodes wat hulle in 'n oplossing van water gedompel het. Elkeen van hierdie elektrodes het halfgeleiermateriaal wat gekies is om die lig van 'n deel van die sonspektrum op te vang, en ook met katalisator bedek om sodoende suurstof of waterstof op te wek teen die snelhede wat nuttig was. Net soos met enige van die kunsmatige fotosintese-toestelle, is die stelsel waarmee JCAP vorendag gekom het, deur 'n membraan gedeel om seker te maak dat die gasse wat uitmekaar gehou word, nie die risiko word om 'n plofbare reaksie te veroorsaak nie.

Lewis het verduidelik dat die vervaardiging van een van die komponente van die kunsmatige blare 'n groot uitdaging was. Hy het gesê "Dit is presies soos om 'n vliegtuig te bouU moet nie net 'n enjin hê nie, u moet 'n ontwerp hê met vlerke en die romp, die enjin en die lugvaart - en die vliegtuig moet uiteindelik vlieg.”

Om die regte materiaal te kon vind, was een van die moeilikste dinge wat hulle moes doen. Die laboratorium met hoë deurset-eksperimentering van JCAP het die taak gehad om probleme met materiaal uit te reik. Hulle het inkjetdrukkers aangepas om legerings op glasplate uit te stuur, wat hulle dan as foto-absorbeerders en katalisators toets. Die aangepaste drukkers kan soveel as een miljoen kolle per dag.

Lewis het gesê dat 'Die grootste energiebron wat ons verreweg het, is die Son.Die beste manier om energie op te slaan, behalwe in die kern van 'n atoom, is chemiese brandstowwe. Dit is onvermydelik dat iemand die grootste bron gaan neem en dit op die digste manier sal stoor.”


Kyk die video: SCP-2399 A Malfunctioning Destroyer. object class keter. Extraterrestrial. planet scp (Augustus 2022).