Искусственные листья смогут превращать СО2 в топливо на открытом воздухе

Специалисты Иллинойского университета в Чикаго предложили новый дизайн искусственных листьев – структур, имитирующих фотосинтез и преобразующих углекислый газ в полезные вещества. Он позволит устройствам эффективно работать на открытом воздухе.

Сегодня искусственные листья, даже самые современные системы, могут работать только в лабораторных условиях, используя чистый, находящийся под давлением углерод из баллонов. Дизайн, предложенный специалистами Иллинойского университета, позволит вывести устройства на улицу, сообщает sciencedaily.com. Их искусственные листья будут использовать углекислый газ из воздуха, преобразуя его в топливо минимум в 10 раз эффективнее растений.

Результаты исследования описаны в ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

«На данный момент все протестированные в лаборатории искусственные листья используют углекислый газ из емкостей под давлением. Для успешного применения технологии в реальных условиях, необходимо извлекать его из гораздо более разбавленных источников, вроде воздуха и дыма», — сказал Минеш Сингх, ответственный автор работы.

Вместе с коллегой, Адитьей Праджапати, специалист предложил решение проблемы, заключив стандартное устройство в прозрачную капсулу из полупроницаемой мембраны из четвертичной аммониевой смолы, заполненную водой. Материал позволяет жидкости испаряться под действием солнца. Выходя через мембрану, вода избирательно втягивает внутрь углекислый газ из воздуха. Искусственный фотосинтетический блок в оболочке, сделанный из поглотителя света, покрытого катализатором, превращает его в оксид углерода. Он может извлекаться из капсулы и использоваться как сырье для синтетического топлива. Реакция также производит кислород. Его можно собирать или выпускать в окружающую среду.

«Структура может функционировать на улице, как обычный лист», — сказал Сингх.

По расчетам авторов, 360 устройств, длиной 1,7 и шириной 0,2 м каждое, будут производить около 500 кг оксида углерода в день. Покрывая участок, площадью 500 кв. м, листья за сутки уменьшат уровень углекислого газа в радиусе 100 м на 10%.

«В нашем дизайне используются уже существующие материалы и технологии. При комбинировании они создают структуры, способные сыграть роль в борьбе с углеродными выбросами», — сказал Сингх.