به گزارش ایرنا، فتوسنتز در گیاهان و انواع خاصی از جلبک‌ها، فرآیندی است که در آن انرژی خورشید به انرژی شیمیایی تبدیل و از دی اکسید کربن و آب، انواع ساده‌ای از کربوهیدرات‌ها تولید می‌شود.
در فتوسنتز مصنوعی، با استفاده از نور خورشید مولکول‌های هیدروژن از آب و در برخی از سیستم‌های پیشرفته‌تر از متان جدا می‌شوند. این شیوه فتوسنتز تاکنون تنها در لابراتوارها قابل استفاده بوده و امکان استفاده تجاری از آن وجود نداشته است.
اما محققان یولیش با گردهم آوردن تمام فناوری‌های موجود در زمینه فتوسنتز مصنوعی توانسته‌اند با استفاده از مواد اولیه ارزان قیمت و موجود در بازار، یک سیستم کوچک و جامع بسازند که تمام مولفه‌های مورد نیاز برای فتوسنتز را دارد.
مساحت قسمت روی این دستگاه تنها 64 سانتی‌مترمربع است. با وجود این از طریق اتصال چندین واحد مستقل از این سیستم می‌توان یک سیستم پیچیده فوتوالکتروشیمیایی تولید کرد که ابعاد آن به چندین مترمربع برسد.
به این ترتیب هر یک از واحدهای به کار رفته در سیستم اصلی به اختلاف پتانسیل 1.8 ولت می‌رسد که مولفه اصلی مورد نیاز برای تولید هیدروژن محسوب می‌شود. این شیوه در مقایسه با روش‌های آزمایشگاهی، کارآیی بالاتری دارد.
در فرآیند فتوسنتز تنها یک درصد از نور خورشید به انرژی تبدیل می‌شود، در روش‌های متداول فتوسنتز مصنوعی، این میزان به سه درصد می‌رسد. اما در نمونه اولیه سیستم محققان یولیش در حدود 3.9 درصد از نور خورشید به انرژی تبدیل می‌شود.
البته این میزان کارآیی به نظر چشمگیر نیست، اما تنها نمونه موجود از فناوری فتوسنتز مصنوعی که در حال حاضر قابلیت تولید تجاری دارد، همین سیستم است و هنوز فضای زیادی برای بهینه‌سازی این سیستم وجود دارد.
محققان معتقدند امکان افزایش کارآیی این سیستم تا 10 درصد وجود دارد و در صورت استفاده از مواد دارای ساختار پروسکایت، می‌توان کارآیی سیستم را تا 14 درصد نیز افزایش داد.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Nature Communications منتشر شده است.
نظر شما