研究人員說,人造光合作用系統可以收集二氧化碳作為溫室氣體逃脫到我們的大氣中,並將其轉換為有用的產品,包括藥物和替代燃料。
突破性技術是一種半導體納米線和細菌的混合體,可以吸收二氧化碳並使用太陽能將其轉化為藥物,可生物降解的塑料或液體燃料。
美國能源部的勞倫斯伯克利國家實驗室和加利福尼亞大學伯克利分校開發了該系統。
混合系統模仿了自然光合作用,這是植物用來從陽光中獲取能量並從水和二氧化碳中合成碳水化合物的過程。
但是,在混合系統中,二氧化碳和水被用來合成乙酸鹽,這是生物合成的基本基礎。
“我們認為我們的系統是人造光合作用領域的革命性飛躍,”說伯克利實驗室的化學家Peidong Yang研究負責人Peidong Yang。 “我們的系統有可能從根本上改變化學和石油行業,因為我們可以以完全可再生的方式生產化學物質和燃料,而不是從地下深處提取它們。”
在系統中,捕獲陣列中的矽和氧化鈦納米線的“人造森林”是帶有細菌種群的種子,創建了一個太陽能的環境友好型化學廠,可以使用隔離的二氧化碳作為燃料來源,研究人員,研究人員報告在日記中納米字母。
他們說,細菌是孢子蟲卵形,以其出色的催化劑能力而被選為。
“ Ovata S. ovata是一種出色的二氧化碳催化劑,因為它使乙酸鹽是一種多功能化學中間體,可用於生產各種有用的化學物質,”說化學家和生物合成專家米歇爾·張(Michelle Chang),他在伯克利實驗室和加州大學伯克利分校都任命。
伯克利科學家指出,在加劇了變暖氣氛的日益增長的問題之前,正在開發捕獲和儲存二氧化碳的技術,但該儲藏卻帶來了其自身的環境問題。
Christopher Chang說,它們的人工光合作用系統將是將存儲的CO2運行的一種方法,它使用它來合成許多“有針對性的,增值化學產品”。
研究人員指出,任何用於人工光合作用的系統都必鬚麵對光捕獲效率水平和足夠的催化活性的雙重挑戰。
他們說,他們的納米線陣列/細菌混合系統能夠在模擬的陽光下以約0.38%的效率轉換太陽能,他們說,與天然葉子的水平相同,同時表現出令人印象深刻的產生所需化學分子的能力。
楊說:“我們目前正在研究第二代系統,該系統的太陽能轉換效率為3%。” “一旦我們以具有成本效益的方式達到10%的轉化效率,該技術應在商業上可行。”