Использование солнечной энергии для превращения углекислого газа в топливо позволит избавиться от проблемы парникового эффекта в атмосфере и в дальнейшем предотвратить его возникновение.

В Объединенном центре искусственного фотосинтеза Национальной лаборатории им. Лоренса в Беркли (LBNL) опубликован доклад, в котором говорится об оценке потенциальной эффективности этого процесса для различных конфигураций фотоэлектрических клеток, катализаторов и конечных продуктов топлива. Группа пришла к выводу, что солнечная энергия может расщепить углекислый газ (CO2) в синтез-газ – смесь монооксида углерода и водорода. При КПД 18,3% синтез-газ используется для получения других углеводородов, а при КПД 20,3% – для получения жидкого гитана (hythane) – смеси водорода и метана.

Процесс искусственного фотосинтеза заключается в том, что фотоэлемент поглощает солнечный свет и использует его энергию для расщепления молекулы воды на кислород и водород. Затем водород расщепляет молекулу углекислого газа для получения углеводорода и воды.

Сложность состоит в подборе оптимальной конфигурации легких поглотителей, которые должны произвести достаточное количество энергии, чтобы расщепить молекулу CO2, а также стать хорошим катализатором преобразования углекислого газа. На выходе получается остаточный продукт реакции, который можно использовать в качестве моторного топлива или для производства электроэнергии.

Было выбрано две конфигурации для двух различных видов топлива. Подсчитано, что анод на оксиде иридия с катодом серебра на тройном фотоэлементе должны производить синтез-газ с эффективностью 18,3%. Гитан, в свою очередь, может быть получен с использованием анода на оксиде иридия и катода из меди при теоретически максимальном КПД 20,3%. Гитан является альтернативным вариантом топлива, который производит значительно меньше выбросов, чем дизельное топливо или природный газ.

Производимое топливо может быть использовано для выработки электроэнергии или в качестве экологически чистой альтернативы бензину.

В будущем устройство по преобразованию солнечной энергии может образовать целый производственный комплекс с крупными станциями солнечных батарей. Излишки солнечной энергии будут отправлены в запас в виде топлива.

Кроме того, вместо получения диоксида углерода непосредственно из атмосферы более оптимально было бы использовать диоксид углерода, образующийся в природных газовых скважинах. В атмосфере содержится большое количество СО2, но он сильно "разбавлен" различными примесями и газами, чтобы быть хорошим источником энергии. Поэтому до тех пор, пока не будут разработаны методы по сбору и конденсации углекислого газа из атмосферы, индустрия искусственного фотосинтеза будет нуждаться в дополнительных источниках сырья.

Мини-флешка для iPhone

Детский планшет