Jouw sneakpreview van de toekomst

Fotosynthese is heel gebruikelijk in de natuur. Planten gebruiken licht om water en koolstofdioxide uit de lucht om te zetten in glucose en zuurstof. Dus qua energie. Tot nu toe was het niet echt mogelijk om dit proces volledig na te bootsen. Onderzoekers van de Universiteit van Cambridge en het team van professor Kazunari Domen van de Universiteit van Tokyo zijn er nu in geslaagd een nieuw systeem te ontwikkelen dat een belangrijke stap in de richting van kunstmatige fotosynthese vertegenwoordigt. Deze 'photosheet'-technologie zet zonlicht, kooldioxide en water om in zuurstof en mierenzuur. Dit is een brandstof die direct kan worden gebruikt of kan worden omgezet in waterstof.

Het gebruik van zonne-energie om koolstofdioxide om te zetten in brandstof is een veelbelovende manier om de koolstofemissies in de atmosfeer te verminderen en fossiele brandstoffen af ​​te schaffen. Het produceren van deze schone brandstoffen zonder ongewenste bijproducten is echter een uitdaging, benadrukken de onderzoekers.

"Het was moeilijk om kunstmatige fotosynthese met een hoge mate van selectiviteit te realiseren, zodat zoveel mogelijk zonlicht wordt omgezet in de gewenste brandstof en er niet veel afval overblijft", zegt dr. Qian Wang van het Cambridge Department of Chemistry. Zij is de hoofdauteur van de studie, die werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Energy. Bovendien kan de opslag van gasvormige brandstoffen en de scheiding van bijproducten ingewikkeld zijn, legt professor Erwin Reisner, de hoofdauteur van het onderzoek, uit. “We willen zover komen dat we een schone vloeibare brandstof kunnen produceren die ook gemakkelijk kan worden opgeslagen en vervoerd.”

Jouw wekelijkse innovatieoverzicht: Elke zondag onze beste artikelen in je inbox!

Al in 2019 ontwikkelden onderzoekers onder leiding van professor Reisner een zonnereactor op basis van een "kunstmatig blad". Het gebruikt ook zonlicht, koolstofdioxide en water om een ​​brandstof te produceren. Dit is het zogenaamde synthesegas. De nieuwe technologie die nu is ontwikkeld is vergelijkbaar met het kunstblad en gedraagt ​​zich op een vergelijkbare manier. Het functioneert echter anders en produceert mierenzuur. Terwijl het kunstblad componenten uit zonnecellen gebruikt, heeft het nieuwe systeem deze componenten niet nodig. Het is uitsluitend gebaseerd op fotokatalysatoren. Die zitten volgens de wetenschappers in een zogenaamde fotokatalysatorfolie. De films bestaan ​​uit halfgeleiderpoeders die eenvoudig en goedkoop in grote hoeveelheden kunnen worden geproduceerd. “Bovendien is deze nieuwe technologie robuuster. Het produceert schone brandstof die gemakkelijk op te slaan is. Het heeft de potentie om te worden gebruikt voor de grootschalige productie van brandstofproducten.”

De testunit meet slechts 20 vierkante centimeter. Maar volgens de onderzoekers moet het relatief eenvoudig kunnen worden teruggebracht tot enkele vierkante meters. Het draadloze systeem zou bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt op 'energiecomplexen' zoals zonneparken, om schone brandstof te produceren met behulp van zonlicht en water. Mierenzuur kan ook chemisch worden omgezet in verschillende soorten brandstof. “We waren verrast hoe goed het qua selectiviteit werkt. Er zijn bijna geen bijproducten”, zegt Wang. “Vaak werken dingen niet zo goed als verwacht. Maar dit was een zeldzaam geval waarin het eigenlijk beter werkte

De kobaltkatalysator voor het omzetten van kooldioxide is gemakkelijk te produceren en relatief stabiel. Deze technologie is makkelijker op te schalen dan het kunstblad. Maar de efficiëntie moet nog worden verbeterd voordat commercieel gebruik kan worden overwogen. De onderzoekers experimenteren met een aantal verschillende katalysatoren om zowel de stabiliteit als de efficiëntie te verbeteren. "We hopen dat deze technologie de weg vrijmaakt voor duurzame en praktische productie van zonnebrandstof", zegt Reisner.

Via deze link kunt u ook andere IO_articles over de ontwikkeling van alternatieve brandstoffen lezen.

Innovation Origins is een onafhankelijk nieuwsplatform met een onconventioneel verdienmodel. We worden gesponsord door bedrijven die onze missie ondersteunen: het verhaal van innovatie verspreiden. Lees hier meer.

Op Innovation Origins kun je altijd gratis artikelen lezen. Dat willen we ook graag zo houden. Vond je de artikelen zo leuk dat je ons wilt bedanken? Gebruik dan onderstaande doneerknop:

Petra Wiesmayer is een journalist en auteur die talloze interviews heeft gehouden met leidende figuren, onderzoek heeft gedaan en artikelen heeft geschreven over entertainment, autosport en wetenschap voor internationale publicaties. Ze is gefascineerd door technologie die de toekomst van de mensheid zou kunnen vormen en leest en schrijft er graag over.

Je moet inloggen om een ​​reactie te plaatsen.

Elke zondag onze beste artikelen in je inbox!