Stellen Sie sich vor, Sie könnten die gleiche Kraft wie Pflanzen entwickeln, die der Photosynthese. Unseren wachsenden Energiebedarf könnten wir mit grünem Wasserstoff und CO8-neutralem Biodiesel decken. Wissenschaftler versuchen seit Jahrzehnten, dieses Ziel zu erreichen: am XNUMX. Juni, dem Chemiker Chengyu Liu wird veranschaulichenUniversität Leiden, in Holland, ein weiterer Schritt, der die Technologie der künstlichen Photosynthese vorantreibt. Nun ist das Ziel in diesem Jahrhundert schon zum Greifen nah.
Sie bewegen sich auf eine Revolution zu
Es ist Chengyu Liu selbst, einer der führenden Forscher auf dem Gebiet der künstlichen Photosynthese, der den „Fahrplan“ für die Revolution festlegt. „Ich denke, die erste echte Anwendung der künstlichen Photosynthese wird es schon in zwanzig Jahren geben.“ Ich füge hinzu, dass es in Anbetracht des Zeitpunkts der Einführung dann noch 20 oder 30 Jahre dauern wird, bis es in großem Umfang eingesetzt wird. Damit kommen wir ungefähr ins Jahr 2070. Nicht schlecht, für ein Tor, das bis vor kurzem noch als unmöglich galt.
Echter grüner Wasserstoff
Es gibt bereits wasserstoffbetriebene Fahrzeuge, aber die Produktion dieses Vektors erfordert eine erhebliche Menge an Energie. Der „grüne“ Wasserstoff, von dem heute die Rede ist, bedeutet einfach, dass die Energie zu seiner Gewinnung aus einer Windkraftanlage oder einem Solarpanel stammt und nicht aus Kohle, Gas oder Öl. Bei künstlicher Photosynthese käme die Energie zur Herstellung von Wasserstoff direkt von der Sonne.
Wie wird unsere Welt aussehen, wenn künstliche Photosynthese der Standard ist? Werden wir „künstliche Bäume mit künstlichen Blättern“ haben, um unseren Energiebedarf zu decken?
Liu denkt eher an eine flächendeckende Verbreitung (wie heute für Solarpanels auf Dächern) oder große Photosyntheseanlagen in der Wüste. Was jedoch zählt, ist, die Preise zu senken und die Geräte zu optimieren – allein dies wird zu einer Massenakzeptanz führen.
„Es wäre toll, wenn wir Meerwasser verwenden könnten“, sagt der Wissenschaftler, „weil es reichlich vorhanden ist. Wir würden Geräte verwenden, die mit kostenlosem Sonnenlicht, kostenlosem Meerwasser und kostenlosem CO2 sehr billige Energie produzieren.“
Zwei Schlüsselkomponenten für die künstliche Photosynthese: Wasserspaltung und CO 2 -Reduktion
Die künstliche Photosynthese besteht wie die natürliche der Pflanzen aus zwei Prozessen. Eine davon ist die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Die zweite ist die Umwandlung von Kohlendioxid in energiereiche Kohlenwasserstoffe. Ziel ist es, ein Gerät zu bauen, das gleichzeitig den CO 2 -Gehalt in der Luft reduziert und Kraftstoff und Sauerstoff produziert.
In seiner Doktorarbeit konzentrierte sich Liu auf den ersten Teil: die Gewinnung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser. Ein Reaktionsbeschleuniger oder Katalysator kann helfen, diese Reaktion energieeffizienter zu machen. Liu entwickelte Strategien zum Design effizienterer Katalysatoren. Der ideale Katalysator ist nicht nur effizient, sondern auch wirtschaftlich und leicht verfügbar. Ich übersetze: es sollte nicht um seltene Metalle gehen.
Lius Studie brachte das Gebiet der künstlichen Photosynthese voran und enthüllte neue Designregeln und Methoden für eine effiziente Photokatalyse. „Die Ergebnisse liefern grundlegendes Wissen und einen praktischen Ansatz. Ich kann es kaum erwarten, meine Arbeit fortzusetzen "
