توليد سوخت پاك از نورخورشيد، كربن‌دي‌اكسيد و آب با استفاده از دستگاهي بي‌سيم
پژوهشگران دستگاهي ساخته‌اند كه نورخورشيد و كربن‌دي اكسيد و آب را بدون نياز به برق به سوخت كربن خنثي تبديل مي‌كند. اين دستگاه را تيمي از پژوهشگران دانشگاه كمبريج ساخته‌اند و گامي رو‌به‌جلو در مسير دستيابي به فتوسنتز مصنوعي است. در اين فرايند، از توانايي گياهان براي تبديل نورخورشيد به انرژي تقليد مي‌شود. اين دستگاه براساس فناوري پيشرفته‌ي فتوشيت ساخته شده است و نورخورشيد و كربن دي‌اكسيد و آب را به اكسيژن و فرميك اسيد تبديل مي‌كند. از سوخت به‌دست‌آمده مي‌توان به‌صورت مستقيم استفاده يا آن را به هيدروژن تبديل كرد.
نتايج مطالعه‌ي اين پژوهشگران در مجله‌ي Nature Energy منتشر شده است. براساس اين روش، مي‌توان از دستگاهي بي‌سيم در مزارع انرژي استفاده كرد و با استفاده از نورخورشيد و آب سوخت پاك توليد كرد. برداشت انرژي خورشيدي و تبديل كربن‌دي‌اكسيد به سوخت، روشي اميدبخش براي كاهش نشر كربني و كنارگذاشتن سوخت‌هاي فسيلي است. بااين‌حال، اين روش هم خالي از اشكال نيست. دكتر وانگ، از بخش شيمي دانشگاه كمبريج و مؤلف اول اين مقاله مي‌گويد:
دستيابي به فتوسنتز مصنوعي و تبديل حداكثر نورخورشيد به سوخت دلخواه كار دشواري است. علاوه‌بر‌اين، ذخيره‌سازي سوخت‌هاي گازي و جداسازي فراورده‌ها مي‌تواند پيچيده باشد. ما بايد به نقطه‌اي برسيم كه به‌راحتي بتوانيم سوخت مايع را توليد و ذخيره كنيم و آن را انتقال دهيم.
در سال ۲۰۱۹، پژوهشگران گروه ريسنر رآكتوري خورشيدي را براساس طراحي برگ مصنوعي ساختند. اين رآكتور از نورخورشيد و كربن‌دي‌اكسيد و آب براي توليد سوخت موسوم به سين گاز استفاده مي‌كند. اين فناوري كاملا مشابه برگي مصنوعي رفتار مي‌كند؛ اما فراورده‌ي آن فرميك‌اسيد است.
با اينكه در برگ مصنوعي از اجزاي سلول‌هاي خورشيدي استفاده مي‌شود، دستگاه جديد به اين اجزا نيازي ندارد و كاملا براساس فتوكاتاليزورهاي تعبيه‌شده در صفحات عمل مي‌كند. اين صفحات از پودرهاي نيمه‌رسانا ساخته شده‌اند كه مي‌توان به‌راحتي و با هزينه‌ي كم آن‌ها را توليد انبوه كرد. علاوه‌بر‌اين، فناوري جديد پايدارتر است و مي‌تواند سوخت پاك را با امكان ذخيره‌سازي آسان توليد كند. ابعاد واحد آزمايش ۲۰ سانتي‌مترمربع است؛ اما به‌گفته‌ي پژوهشگران، افزايش مقياس به‌اندازه‌ي چند مترمربع كار دشواري نيست. علاوه‌بر‌اين، مي‌توان از فرميك‌اسيد به انواع سوخت رسيد. وانگ اعتقاد دارد:
شگفت‌انگيز است كه در اين روش تقريبا هيچ فراورده‌ي جانبي توليد نمي‌شود. گاهي هيچ‌چيز به‌خوبي پيش نمي‌رود؛ اما اين مورد نادر عملكرد خوبي دارد.
توليد كاتاليزور تبديل كربن‌دي‌اكسيد به كبالت ساده است. با اينكه توليد دستگاه بي‌سيم آسان‌تر از برگ مصنوعي است، بايد قبل از پياده‌سازي تجاري، نواقص آن را برطرف كرد. پژوهشگران براي بهبود ثبات و اثربخشي به‌دنبال آزمايش انواع كاتاليزورها هستند. نتايج فعلي نتيجه‌ي همكاري با تيم پروفسور كازوناري دومن از دانشگاه توكيو هستند. درحال‌حاضر، پژوهشگران به‌دنبال بهينه‌سازي سيستم و بهبود كارايي آن هستند. علاوه‌بر‌اين، براي رسيدن به سوخت‌هاي مختلف خورشيدي، كاتاليزورهاي ديگري را هم مطالعه خواهند كرد. ريسنر مي‌گويد: «اميدواريم اين فناوري راه توليد سوخت خورشيدي متخصصدي و پايدار را هموار كند.»
هم انديشي ها