Ученые создали «искусственный лист» для производства чистого синтетического топлива из воздуха и воды

В последние годы мы добились большого прогресса в устойчивой энергетике, но предстоит еще много работы. Теперь есть обнадеживающие новости о разработке "искусственного листа", которые могут привести к производству действительно "чистого" синтетического топлива.

В этом случае ключевым шагом на пути к этому достижению является устойчивое производство синтез-газа - смеси водорода и оксида углерода. В настоящее время синтез-газ широко используется в производстве различных видов топлива, лекарств, пластмасс и удобрений; он может быть сделан несколькими способами, но обычно включает в себя оставшиеся продукты из угля или материалов на основе нефти. Таким образом, конечный продукт не всегда углеродно-нейтральный.

Новое листовое устройство погружено в воду и питается от солнечного света - но все еще может работать в облачные дни; он может производить устойчивый синтез-газ без выброса углекислого газа в воздух.

"Возможно, вы не слышали о самом синтез-газе, но каждый день вы потребляете продукты, созданные с его использованием", - говорит химик Эрвин Рейнзер из Университета Кембриджа в Великобритании.

"Способность к его устойчивому производству была бы критически важным шагом для закрытия глобального углеродного цикла и создания устойчивой химической и топливной промышленности".

Лист имитирует фотосинтез, который мы видим на растениях, сочетая поступающий свет, воду и углекислый газ с кобальтовым катализатором, называемым перовскитом. На другом конце вы получаете водород и окись углерода, которые затем могут производить синтез-газ.

В то время как эффективность машины в настоящее время низкая, ее можно улучшить с помощью дальнейших исследований. По словам ученых, это уникальная комбинация материалов и катализаторов, которая ставит их систему впереди аналогичных устройств.

"Вы не ограничены использованием этой технологии только в теплых странах или только процессом в летние месяцы", - говорит химик Вирджил Андрей из Кембриджского университета.

"Вы можете использовать его с рассвета до заката, в любой точке мира".

Это, конечно, важно в тех частях света, где не всегда гарантируется стабильное электричество или надежное солнечное освещение.

И в то время как возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, все лучше и лучше производят для нас электроэнергию, потребности в энергии в мире выходят далеко за рамки электричества - тяжелый транспорт, морские перевозки и воздушные перевозки нуждаются в более чистом топливе, и именно здесь этот искусственный лист может подойти.

С точки зрения этого нового исследования, члены команды говорят, что они уверены в своих катализаторах и комбинации материалов, и это предвещает хорошие перспективы на будущее - в конечном счете, синтез-газ может не понадобиться в качестве промежуточной стадии, и производство может перейти прямо к углеродно-нейтральному жидкому топливу.

"То, что мы хотели бы сделать дальше, вместо того, чтобы сначала делать синтез-газ, а затем преобразовывать его в жидкое топливо, - это сделать жидкое топливо за один шаг из углекислого газа и воды", - говорит Рейснер.

Исследование было опубликовано в Nature Materials.