De Chemici bij de Universiteit van Californië, San Diego hebben de haalbaarheid aangetoond om zonlicht te exploiteren om een broeikasgas in een nuttig product om te zetten.
Velen Aarden de activiteiten van de Week aan zullen vestigen de aandacht op de stijgende concentratie van kooldioxide in de atmosfeer en het resulterende effect op globaal klimaat. Nu heeft Clifford Kubiak, professor van chemie en biochemie, en zijn gediplomeerde student Aaron Sathrum een prototypeapparaat dat energie van de zon kan vangen ontwikkeld, het in elektroenergie omzetten en „verdeel“ kooldioxide in koolmonoxide (CO) en zuurstof.
Omdat hun apparaat nog niet wordt geoptimaliseerd, moeten zij nog extra energie voor het proces invoeren om te werken. Nochtans, hopen zij dat hun resultaten, die zij op de vergadering van vorige maand van de Amerikaanse Chemische Maatschappij voorstelden, de aandacht op de belofte van de benadering zullen vestigen.
„Voor elke vermelding van het verdelen van CO2, zijn er meer dan 100 artikelen bij het verdelen van water om waterstof te produceren, nog gebruikt het verdelen van CO2 meer van wat u wilt zetten een deuk in,“ verklaarde omhoog Kubiak. „Het produceert ook CO, een belangrijk industrieel chemisch product, dat normaal uit aardgas wordt veroorzaakt. Zo met CO2 die kunt u brandstof besparen, nuttige chemisch produceren en een broeikasgas verminderen.“ verdelen
Hoewel de koolmonoxide giftig is, is het hoogst gezocht. Miljoenen ponden van het worden elk jaar gebruikt om chemische producten met inbegrip van detergentia en plastieken te vervaardigen. Het kan ook in vloeibare brandstof worden omgezet.
De „technologie is om koolmonoxide in vloeibare brandstof om te zetten rond oud,“ bovengenoemde Kubiak geweest. „Het werd uitgevonden in Duitsland in de jaren '20. De V.S. waren zeer geinteresseerd in de technologie tijdens de crisis van de jaren '70energie, maar toen de energiecrisis beëindigde verloren de mensen rente. Nu zijn de dingen volledige cirkel gekomen omdat de toenemende brandstofprijzen het economisch concurrerend maken om CO in brandstof om te zetten.“
Het apparaat door Kubiak en Sathrum wordt ontworpen om kooldioxide te verdelen gebruikt een halfgeleider en twee dunne lagen katalysators die. Het verdeelt kooldioxide om koolmonoxide en zuurstof in een proces in drie stappen te produceren. De eerste stap is de vangst van zonne-energiefotonen door de halfgeleider. De tweede stap is de omzetting van optische energie in elektroenergie door de halfgeleider. De derde stap is de plaatsing van elektroenergie aan de katalysators. De katalysators zetten kooldioxide in koolmonoxide aan één kant van het apparaat en in zuurstof op de overkant om.
Omdat de elektronen rond in deze reacties worden overgegaan, wordt een speciaal type van katalysator dat elektroenergie in chemische energie kan omzetten vereist de Onderzoekers in het laboratorium van Kubiak een grote molecule met drie nikkelatomen bij zijn hart hebben gecreeerd dat een efficiënte katalysator voor dit proces is gebleken te zijn.
Kiezen van de juiste halfgeleider is ook kritiek aan het maken van kooldioxide verdelen praktisch om de onderzoekers te zeggen. De Halfgeleiders hebben banden van energie waartot de elektronen beperkt zijn. Het Zonlicht veroorzaakt de elektronen om van één band aan volgende te springen creërend een elektroenergiepotentieel het energieverschil tussen de banden? het bandhiaat? bepaalt hoeveel zonne-energie zal worden geabsorbeerd en hoeveel elektroenergie wordt geproduceerd.
Kubiak en Sathrum gebruikten aanvankelijk een siliciumhalfgeleider om de verdiensten van hun apparaat te testen omdat het silicium goed bestudeerd is. Nochtans, absorbeert het silicium in de infrarode waaier en de onderzoekers zeggen het „te wimpy“ is om genoeg energie te leveren. De omzetting van zonlicht door silicium over de helft van de energie wordt geleverd moest kooldioxide verdelen, en de reactie werkte als de onderzoekers de andere helft van de nodig die energie leverden.
Zij nu bouwen het apparaat gebruikend een gallium-fosfide halfgeleider. Het heeft tweemaal het bandhiaat van silicium en absorbeert energieker zichtbaar licht. Daarom voorspellen zij dat het de optimale hoeveelheid energie van de zon zal absorberen om het katalytische verdelen van kooldioxide te drijven.
„Dit project brengt vele wetenschappelijke raadselstukken samen,“ bovengenoemde Sathrum. „Vrij is een bit van het werk gedaan op elk stuk, maar het neemt meer wetenschap om hen samen in te schakelen allen. Het Brengen van alle stukken samen is het deel van het probleem wij worden geconcentreerd op.“