А в чем тренд?
Глобальное потепление — это повышение средней температуры на Земле, основной причиной которого является деятельность человека. Оно наблюдается с конца XIX века, а его скорость постоянно увеличивается. Если потепление не остановить, то планету ждут негативные последствия: часть прибрежных городов исчезнет, голодающих людей станет намного больше, начнутся войны за жизненно важные ресурсы. Поэтому борьба с ним — устойчивый тренд нашего столетия. Один из важных аспектов сопротивления изменению климата — переход от ископаемых источников топлива к альтернативным источникам энергии.
Устройство «искусственных листьев»
Ученые из Кембриджского университета разработали устройство, которое умеет расщеплять воду на водород и кислород или восстанавливать СО2 до синтез-газа, который участвует в производстве топлива.
«Искусственные листья» устроены следующим образом. На гибкой пластиковой или металлической фольге размещены два светопоглотителя и катализатор на основе кобальта. Светопоглотители — это перовскиты — материалы, поглощающие свет и испускающие лучи с определенной длиной волны. Для защиты конструкции от воды и влаги на нее нанесены водоотталкивающие слои на основе углерода толщиной 1 мкм.
Когда устройство погружают в воду, один светопоглотитель с помощью катализатора производит кислород. Другой же проводит химическую реакцию, которая превращает углекислый газ в воду и воду — в монооксид углерода и водород, образуя смесь синтез-газа. Благодаря принципу работы, который напоминает фотосинтез, и внешнему виду устройство назвали «искусственным листом».
Практическое применение
Эрвин Рейснер, профессор кафедры энергетики и устойчивого развития Кембриджского университета, и его коллеги предлагают использовать технологию для создания ковров из искусственных листьев на озерах и реках. Они будут собирать солнечный свет и с помощью него преобразовывать воду и углекислый газ в синтез-газ, необходимый для производства бензина и других видов топлива.
Около 80% мировой торговли обеспечивается грузовыми судами, которые сжигают ископаемое топливо. Вредные выбросы судоходства составляют более 3% от общего объема углекислого газа в мировой промышленности. Адаптация эффективной экологически чистой альтернативы сыграла бы большую роль в борьбе с глобальным потеплением.
Коммерциализация технологии
Важнейшим преимуществом этой технологии является то, что она не занимает больших площадей, необходимых для выращивания сельскохозяйственных культур и леса. Плавучие фермы из листьев могли бы также снабжать энергией прибрежные поселения и острова. Эрвин Рейснер добавляет: «Вы можете свернуть эти устройства и разместить их практически где угодно. Они фантастически гибкие». В планах у исследователей коммерциализировать изобретение через стартап и вывести технологию на крупномасштабный промышленный уровень. Более того, светопоглотители работают даже при небольшом количестве солнечного света в дождливый или пасмурный день, поэтому устройство можно использовать не только в теплых странах или в летнее время.