Искусственный фотосинтез: впервые удалось напрямую превратить углекислый газ в этанол

Американские ученые впервые напрямую получили этанол из углекислого газа. И сделали это с вдвое меньшими затратами энергии, чем все остальные исследователи.

Ученые со всего мира работают над созданием технологии, которая позволила получать топливо, используя естественный процесс фотосинтеза. (Если растения могут превращать углекислый газ в полезные для себя и окружающих вещества, то почему не использовать этот процесс для топливных нужд человечества?!). И ученые из Лаборатории Беркли заявили о своих "революционных" успехах.

Если разработку удастся вывести из лаборатории, то, для того, чтобы получать этанол, можно будет обойтись и без биомассы с полей, достаточно буде только солнца и углекислого газа (чего везде в избытке), ну и системы расщепления молекул.

Ученым из департамента энергетических исследования Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Berkeley Lab) удалось собрать достаточно солнечной энергии, чтобы превратить углекислый газ в толиво - этанол и этилен. Разработка Berkeley Lab стала первым успешным экспериментом превращения углекислого газа в этанол и этилен напрямую. Ранее этот процесс не обходился без промежуточных этапов. Этот процесс искусственного фотосинтеза оказался даже более эффективным, чем естетственный (превращение СО2 в кислород и воду под дейтсвием солнечного света).

Ученые говорят, что для того, чтобы получить такую рекордную эффективность, они оптимизироли каждый компонент своей фотовольтаической-электрохимической системы (искусственного листа), чтобы снизить потери напряжения. В результате энергоэффективная система может преобразовать СО2 в этанол и этилен, используя только 2,5 вольт вместо 5 вольт, которые требуются для подобных экспериментов.

«Полный процесс по превращению CO2 в конечный спирт может потребовать до 5 вольт энергии. Наша же разработка позволит сократить эти затраты почти вдвое» - говорят исследователи лаборатории Беркли.

Также они разработали новые материалы - медно-серебрянные «нанокоралловые» катоды, которые превращают СО2 в углеводороды, а таже нанотрубочный анод из оксида иридия, который оксиляет воду и выделяет кислород. Это позволило увеличить продуктивность процесса.

Важно также то, что разработка может работать на протяжении всего дня, а не только в периоды пикового освещения. Так, чтобы в этом убедиться, ученые создали разные системы для тестирования своего искусственного «листа» в зависимости от доступного дневного освещения. В результате оказалось, что средняя эффективность преобразования СО2 на протяжении дня была на уровне 3 - 4% (в зависимости от «времени суток»). При освещении, которое наблюдается в полдень, эффективность преобразования превышала 5%.