Cambridgen yliopiston tutkijat ovat luoneet keinotekoisen lehden, joka käyttää auringonvaloa hiilidioksidin ja veden muuntamiseen etanoliksi ja propanoliksi. Se on ensimmäinen puhdas käyttövalmis nestemäinen autopolttoaine aurinkoenergialla toimivasta keinotekoisesta lehdestä. Tämä eliminoisi synteesikaasun valmistuksen välivaiheen, tekisi teknologiasta kannattavamman ja tasoittaisi tietä hiilidioksidipäästöttömälle tulevaisuudelle. Näillä polttoaineilla on korkea energiatiheys ja ne on helppo varastoida ja siirtää.
Tutkijat ovat kehittäneet aurinkoenergialla toimivan teknologian, joka muuntaa hiilidioksidia ja vettä nestemäisiksi polttoaineiksi . Tätä keinotekoisesta lehdestä valmistettua nestemäistä polttoainetta voidaan ruiskuttaa suoraan autoon polttoaineena.
Cambridgen yliopiston tutkijat käyttivät fotosynteesiä muuttaakseen hiilidioksidia, vettä ja auringonpaistetta monihiiliseksi polttoaineeksi etanoliksi ja propanoliksi yhdessä prosessissa. Näillä puhtailla nestemäisillä polttoaineilla on korkea energiatiheys ja ne on helppo varastoida ja siirtää.
Toisin kuin fossiiliset polttoaineet, nämä aurinkopolttoaineet eivät tuota hiilidioksidia ja ovat täysin uusiutuvia. Ne eivät johda maatalousmaata pois ruoan tuotannosta, toisin kuin useimmat bioetanolit. Vaikka tekniikka on vielä laboratoriossa, tutkijat uskovat, että niiden "keinotekoiset lehdet" ovat tärkeä askel kohti siirtymistä fossiilisiin polttoaineisiin perustuvasta taloudesta.
Bioetanoli on peräisin kasveista fossiilisten polttoaineiden sijaan; siksi sitä pidetään puhtaampana vaihtoehtona bensiinille. Useimmat nykyaikaiset autot ja kuorma-autot käyttävät E10-bensiiniä, joka sisältää jopa 10 % etanolia. Yhdysvaltain maatalousministeriön mukaan Yhdysvallat on maailman suurin bioetanolin tuottaja. Noin 45 % kaikesta maassa viljellystä maissista käytetään etanolin tuotantoon.
Tutkimusryhmän johtava professori Erwin Reisner sanoi: "Biopolttoaineet, kuten etanoli, ovat kiistanalainen teknologia, ei vähiten siksi, että ne vievät maatalousmaata, jota voitaisiin käyttää ruoan kasvattamiseen."
Reisnerin tutkimusryhmä Yusuf Hamiedin kemian laitoksella on usean vuoden ajan kehittänyt nollahiilisiä ja kestäviä polttoaineita fotosynteesiprosessin innoittamana. Ainoa ero on, että he käyttävät keinotekoisia lehtiä prosessissa.
Tähän mennessä nämä aurinkoenergialla toimivat keinotekoiset lehdet tai synteettiset lehdet ovat kyenneet tuottamaan vain yksinkertaisia molekyylejä, kuten synteesikaasua, vedyn ja hiilimonoksidin seosta, jota käytetään polttoaineiden, lääkkeiden, polymeerien ja lannoitteiden valmistukseen. Jotta tekniikka olisi käytännöllisempi, sen on kuitenkin kyettävä tuottamaan monimutkaisempia molekyylejä suoraan yhdessä aurinkoenergialla toimivassa prosessissa. Tämä poistaa synteesikaasun valmistuksen tarpeen.
Tutkijat loivat kupari- ja palladiumpohjaisen katalyytin. Katalyyttiä säädettiin siten, että keinotekoinen lehti kykeni tuottamaan monimutkaisempia molekyylejä, nimittäin monihiilisiä alkoholeja etanolia ja n-propanolia. Muut tutkijat ovat syntetisoineet vastaavia molekyylejä sähkövoimalla, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun tällaisia monimutkaisia kemikaaleja on tuotettu keinotekoisella lehdellä pelkästään aurinkoenergiaa käyttäen.
Artikkelin ensimmäinen kirjoittaja, tohtori Motiar Rahaman , sanoi: "Auringonvalon kohdistaminen keinotekoisiin lehtiin ja nestemäisen polttoaineen saaminen hiilidioksidista ja vedestä on hämmästyttävä kemian ilmiö."
Normaalisti kun hiilidioksidia yritetään muuntaa toiseksi kemialliseksi tuotteeksi keinotekoisella lehtilaitteella, saadaan melkein aina hiilimonoksidia tai synteesikaasua, mutta täällä olemme pystyneet valmistamaan käytännöllisen nestemäisen polttoaineen pelkällä Auringon voimalla. Se on jännittävä edistysaskel, joka avaa täysin uusia mahdollisuuksia työssämme.â€
Tällä hetkellä laite on vasta konseptitodistus, jonka tehokkuus puhtaan nestemäisen polttoaineen tuotannossa on minimaalinen . Tutkijat pyrkivät parantamaan valoa absorboivien laitteiden kykyä absorboida auringonvaloa ja katalyytin kykyä muuntaa enemmän auringonvaloa polttoaineeksi.
Lisää vaivaa tarvitaan myös vempaimen skaalaamiseen, jotta se voi tuottaa merkittäviä määriä bensiiniä. Teknologian edistymisen myötä keinolehdistä valmistettu nestemäinen polttoaine olisi pian kaikkien saatavilla kestävänä polttoaineena.
”Vaikka työtä on vielä tehtävänä, olemme osoittaneet, mihin nämä keinotekoiset lehdet pystyvät. On tärkeää osoittaa, että voimme mennä yksinkertaisimpien molekyylien tuolle puolen ja tehdä asioita, jotka ovat suoraan hyödyllisiä siirtyessämme pois fossiilisista polttoaineista”, Reisner sanoi.
Lähde: SciTechDaily
