Keinotekoiset lehdet tuottavat kaasua ja nesteitä

Ilmastomuutoksen torjumiseksi tutkijat ovat kehitelleet erilaisia kasvien lehtien toimintoja matkivia ”keinotekoisia lehtiä” muuntamaan haitalliset hiilidioksidit (CO2) hyödylliseksi vaihtoehtoisiksi polttoaineiksi.

Cambridgen yliopiston tutkijat osoittivat, että laajalti käytettyä synteesikaasua voidaan valmistaa keinotekoisilla lehdillä. Ne käyttävät kaasun tuottoon vain auringonvaloa, hiilidioksidia ja vettä. Ja toisin kuin nykyisissä synteesikaasun tuotantomenetelmissä, keinotekoinen lehti ei vapauta ylimääräistä hiilidioksidia ilmakehään.

Synteesikaasua käytetään useiden hyödykkeiden, kuten polttoaineiden, lääkkeiden, muovien ja lannoitteiden, valmistukseen.

Professori Erwin Reisnerin ja hänen kollegoidensa valmistamassa keinotekoisessa lehdessä yhdistetään kaksi perovskiittistä valon absorboijaa, jotka ovat samanlaisia kuin auringonvaloa saavien kasvien molekyylit, katalysaattorin kanssa, joka on valmistettu platinaa edullisemmasta koboltista.

Kun laite upotetaan veteen, yksi valon absorboija käyttää katalyyttiä hapen tuottamiseen. Toinen ajaa kemiallista reaktiota, joka pelkistää hiilidioksidin ja veden hiilimonoksidiksi ja vedyksi, muodostaen näin synteesikaasun seoksen.

Myös muita keinotekoisien lehtien rakenteita on kehitetty, mutta ne tuottavat yleensä vain vetyä. Ryhmä etsii nyt tapoja käyttää tekniikkaansa ympäristöllisesti kestävän nestemäisen polttoainevaihtoehdon tuottamiseen bensiinille.

Kansainvälistä tutkimusta vetänyt Waterloon yliopiston professori Yimin Wu kertoo puolestaan, että heidän kehittämä keinotekoinen lehti tuottaa metanolia ja happea.

Metanolin valmistus hiilidioksidista vähentäisi sekä kasvihuonekaasujen päästöjä että korvaisi niitä aiheuttavat fossiiliset polttoaineet. Prosessin avain on halpa, optimoitu punainen jauhe, nimeltään kuparioksidi.

Jauhe syntyy kemiallisella reaktiolla, kun glukoosi, kupariasetaatti, natriumhydroksidi ja natriumdodekyylisulfaatti lisätään lämpimään veteen.

Jauhe toimii sitten katalysaattorina tai laukaisijana toiseen kemialliseen reaktioon, kun se sekoitetaan veteen, johon hiilidioksidi puhalletaan ja valkoinen valonsäde ohjataan aurinkosimulaattorilla.

"Tällaista havaitsemaamme kemiallista reaktiota ei ole kukaan tehnyt aikaisemmin," kertoo Wu, yliopistonsa tiedotteessa.

Reaktio tuottaa happea, kuten fotosynteesissä, muuttaen samalla vesijauheliuoksen hiilidioksidin metanoliksi.

Seuraaviin tutkimusvaiheisiin sisältyy metanolisaannon parantaminen ja patentoidun prosessin kaupallistaminen suurista kasvihuonekaasujen lähteistä, kuten voimalaitoksista, ajoneuvoista ja öljynporauksista kerätyn hiilidioksidin muuntamiseksi.

Aiheesta aiemmin:

Keinotekoinen fotosynteesi