Инженерам из Чикагского университета удалось создать новый тип солнечных батарей, которые фактически преобразуют атмосферный диоксид углерода, или углекислый газ, в углеводородное топливо, пригодное к применению, используя при этом лишь энергию солнечного света.
В новом докладе, опубликованном на днях в журнале «Science», инженер Амин Салехи-Ходжин и его коллеги описали свою систему, которая преобразует СО2 в топливо, требуя затрат, сравнимых с производством бензина. «Вместо производства невозобновляемой энергии в ходе разрушительного однонаправленного процесса, начиная с ископаемых топливных ресурсов до парниковых газов, мы можем сегодня развернуть этот процесс вспять и начать преобразование атмосферного углерода в топливо за счет использования солнечной энергии», отметил Салехи-Ходжин в заявлении для прессы.
Для реализации своего замысла инженеры использовали фотосинтетический элемент, который не следует путать с обычным фотогальваническим элементом. Суть в том, что вместо преобразования солнечной энергии в электрическую, а затем аккумулирования этой энергии в батареях, новое устройство преобразует атмосферный углекислый газ непосредственно в топливо. В сущности, оно выполняет ту же работу, которую в природе делают растения. Однако, вместо преобразования топлива в сахар, эти «искусственные листья» производят синтетический газ или «сингаз», который представляет собой смесь водорода и монооксида углерода. Этот газ, произведенный за счет солнечной энергии, может быть подвергнут прямому сжиганию, или преобразован в другие формы топлива, например, дизельное.
Для увеличения эффективности процесса, исследователи применили группу нано-структурных химических соединений, известных как дихалькогениды металлов переходного ряда. Эти соединения играют роль активных катализаторов, расщепляющих молекулярные связи углекислого газа. Эксперименты показали, что новый катализатор в 1000 раз более эффективен по сравнению с обычными катализаторами, и к тому же он почти в 20 раз дешевле.
В будущем солнечные фермы смогут использовать тысячи подобных «искусственных листьев», которые, вдобавок к производству топлива, будут также удалять существенное количество избыточного углекислого газа из атмосферы. Исследователи заявляют, что их система может также работать в миниатюрном варианте, и даже оказаться применимой на Марсе, где атмосфера представлена в основном углекислым газом.