▪︎ مجلس نيوز
طور باحثون من جامعة كامبريدج “ورقة اصطناعية” تستخدم ضوء الشمس لتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون إلى إيثانول وبروبانول.
يمكن لهذه الأنواع المسماة بالوقود “المنسدلة” أن تشغل محرك الاحتراق الداخلي مباشرة دون أي تعديلات ، مما يحتمل أن يقدم بديلاً منخفض الانبعاثات للبنزين.
على عكس الوقود الأحفوري ، ينتج هذا الوقود الشمسي صافي انبعاثات الكربون ، قال الباحثون ، وهم متجددون بالكامل. ما هو أكثر من ذلك ، على عكس معظم الإيثانول الحيوي ، فإنها لا تحول أي أرض زراعية بعيدًا عن إنتاج الغذاء.
صنع الباحثون الورقة الاصطناعية من طبقات متعددة بما في ذلك النحاس والزجاج والفضة والجرافيت. تحتوي الورقة على ممتصات للضوء – تشبه الجزيئات الموجودة في النباتات التي تحصد ضوء الشمس – والتي يتم دمجها مع محفز.
هذا المحفز ، الذي يشبه الكلوروفيل ، المحفز لعملية التمثيل الضوئي في ورقة حقيقية ، مصنوع من عنصرين – النحاس والبلاديوم. في وجود ضوء الشمس ، يتحول المحفز كو2 إلى الإيثانول والبروبانول والماء إلى أكسجين.
لسنوات ، كان فريق البحث يبحث في طرق لتسخير التمثيل الضوئي لإنتاج وقود مستدام ، لكن هذه الأوراق الاصطناعية كانت قادرة فقط على إنتاج مواد كيميائية بسيطة مثل غاز التخليق – خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون يستخدم في إنتاج الوقود والأدوية والبلاستيك والأسمدة.
لكن هذا الاختراق الأخير مكّن العلماء من إنتاج إيثانول وبروبانول نظيفين دون إنتاج غاز تخليقي على الإطلاق. قال الباحثون إن إلغاء هذه الخطوة يجعل التكنولوجيا “أكثر عملية وقابلة للتطوير”.
بينما تمكن علماء آخرون من إنتاج مواد كيميائية مماثلة باستخدام الطاقة الكهربائية ، فمن المقرر أن تكون هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها إنتاج مثل هذه المواد الكيميائية المعقدة بأوراق اصطناعية باستخدام ضوء الشمس فقط.
في حين أن التكنولوجيا لا تزال على نطاق المختبر ، يقول الباحثون إن أوراقهم الاصطناعية هي خطوة مهمة في الانتقال بعيدًا عن الاقتصاد المعتمد على الوقود الأحفوري.
“على الرغم من أنه لا يزال هناك عمل يتعين القيام به ، فقد أظهرنا ما يمكن أن تفعله هذه الأوراق الاصطناعية” ، قال البروفيسور إروين ريزنر ، الذي قاد البحث. “من المهم إظهار أنه يمكننا تجاوز أبسط الجزيئات وصنع أشياء مفيدة بشكل مباشر أثناء انتقالنا بعيدًا عن الوقود الأحفوري.”
يعمل الفريق الآن على تحسين امتصاص الضوء بحيث يكونيمكن أن تمتص أشعة الشمس بشكل أفضل. كما أنهم يعملون على تحسين المحفز حتى يتمكن من تحويل المزيد من ضوء الشمس إلى وقود.
كما سيتطلب الأمر مزيدًا من العمل لجعل الجهاز قابلاً للتطوير بحيث يمكنه إنتاج كميات كبيرة من الوقود. ومع ذلك ، في المستقبل ، يمكن للسيارات استخدام التكنولوجيا لإنتاج وقود نظيف أثناء التنقل.