Sztuczne liście mogą wytwarzać wodór

Sztuczne liście mogą wytwarzać wodór

Stworzony przez naukowców sztuczny liść może wykorzystywać światło do rozszczepiania wody i wytwarzania wodoru.

Rozwój roślin przez ponad milion lat, doprowadził do skutecznego wyłapywania energii ze światła słonecznego. Rośliny wykorzystują tą energię do produkcji pokarmu poprzez rozbijanie molekuł wody i wytwarzanie jonów wodoru.

Naśladując mechanizmy roślin, jest możliwe stworzenie miniaturowej fabryki wodoru, powiedział Tongxiang Fan z The State Key Laboratory of Metal Matrix Composites at Shanghai Jiao Tong University w Chinach. Wykorzytywanie światła słonecznego do rozszczepiania molekuł wody i wytwarzania paliwa wodorowego, jest jedną z najbardziej obiecujących metod w stosunku do tych, które wykorzystują węgiel. Jak powiedział Fan idea stworzenia miniaturowej fabryki wodoru nie jest nowa, ale naukowcy aż do teraz skupiali się na próbach modyfikowania czy naśladowania bezpośrednio molekuł biorących udział w rozszczepianiu wodoru.

Fan i jego koledzy wykorzystali kilka typów liści jako wzór, biorąc pod uwagę gatunek rośliny anemon o nazwie Anemone vitifolia. W pierwszej kolejności liście poddawano działaniu rozcieńczonego kwasu chlorowodorowego, umożliwiając zamianę atomów magnezu z tytanem w celu utworzenia mechanizmu fotosyntezy. Następnie naukowcy osuszyli liście i podgrzali do temperatury 500 0C, wypalając większość pozostających materiałów roślinnych. To pozostawia szkielet skrystalizowanego dwutlenku tytanu oraz wiele naturalnych struktur rośliny. Pozostające właściwości liścia, takie jak komórki soczewkowate na jego powierzchni, wyłapujące promienie świetlne pod dowolnym kątem oraz żyłki pomagające przewodzić światło głębiej do liścia.

W porównaniu z komercyjnie dostępnymi formami dwutlenku tytanu zwanego P25, który może być używany do wytwarzania wodoru, sztuczne liście absorbują dwukrotnie więcej światła i oddają trzykrotnie więcej wodoru.

(mm)