Представьте, что вы можете развить ту же силу растений, что и фотосинтез. Мы могли бы удовлетворить наш растущий спрос на энергию с помощью зеленого водорода и биодизеля с нулевым уровнем выбросов углерода. Ученые пытались достичь этой цели на протяжении десятилетий: 8 июня следующего года химик Ченгюй Лю проиллюстрируюЛейденский университет, в Нидерландах, сделан еще один шаг вперед в развитии технологии искусственного фотосинтеза. Теперь эта цель вполне достижима уже в этом столетии.
Вы движетесь вперед к революции
Сам Чэнъюй Лю, один из ведущих исследователей искусственного фотосинтеза, задает «дорожную карту» революции. «Я думаю, что первое реальное применение искусственного фотосинтеза произойдет уже через двадцать лет». Я бы добавил, что, учитывая сроки его принятия, для его масштабного использования потребуется еще 20-30 лет. Это подводит нас примерно к 2070 году. Неплохо для цели, которая еще некоторое время назад считалась недостижимой.
Настоящий зеленый водород
Транспортные средства, работающие на водороде, уже существуют, но для производства этого носителя требуется значительное количество энергии. «Зеленый» водород, о котором сегодня говорят, просто означает, что энергия для его получения поступает от ветряной турбины или солнечной панели, а не от угля, газа или нефти. При искусственном фотосинтезе энергия для производства водорода будет поступать непосредственно от Солнца.
Каким будет наш мир, когда искусственный фотосинтез станет стандартом? Будут ли у нас «искусственные деревья с искусственными листьями» для удовлетворения наших энергетических потребностей?
Лю больше думает о широком распространении (как сегодня солнечных панелей на крышах) или о крупных установках фотосинтеза в пустыне. Однако важно снизить цены и оптимизировать устройства: только это приведет к массовому внедрению.
«Было бы здорово, если бы мы могли использовать морскую воду, — говорит ученый, — потому что ее в изобилии. Мы бы использовали устройства, которые производят очень дешевую энергию с бесплатным солнечным светом, бесплатной морской водой и свободным CO2».
Два ключевых компонента искусственного фотосинтеза: расщепление воды и сокращение выбросов CO2.
Искусственный фотосинтез, как и естественный фотосинтез растений, состоит из двух процессов. Одним из них является расщепление воды на водород и кислород. Второе — преобразование углекислого газа в богатые энергией углеводороды. Цель состоит в том, чтобы создать устройство, которое одновременно снижает уровень CO 2 в воздухе и производит топливо и кислород.
В своей докторской диссертации Лю сосредоточился на первой части: получении водорода и кислорода из воды. Ускоритель или катализатор реакции может помочь сделать эту реакцию более энергоэффективной. Лю разработал стратегии по созданию более эффективных катализаторов. Идеальный катализатор не только эффективен, но также экономичен и легко доступен. Перевожу: речь не должна идти о редких металлах.
Исследование Лю продвинуло область искусственного фотосинтеза, открыв новые правила проектирования и методы эффективного фотокатализа. «Результаты дают важные знания и практический подход. Не могу дождаться, чтобы продолжить свою работу»
