研究人员说,人造光合作用系统可以收集二氧化碳作为温室气体逃脱到我们的大气中,并将其转换为有用的产品,包括药物和替代燃料。
突破性技术是一种半导体纳米线和细菌的混合体,可以吸收二氧化碳并使用太阳能将其转化为药物,可生物降解的塑料或液体燃料。
美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室和加利福尼亚大学伯克利分校开发了该系统。
混合系统模仿了自然光合作用,这是植物用来从阳光中获取能量并从水和二氧化碳中合成碳水化合物的过程。
但是,在混合系统中,二氧化碳和水被用来合成乙酸盐,这是生物合成的基本基础。
“我们认为我们的系统是人造光合作用领域的革命性飞跃,”说伯克利实验室的化学家Peidong Yang研究负责人Peidong Yang。 “我们的系统有可能从根本上改变化学和石油行业,因为我们可以以完全可再生的方式生产化学物质和燃料,而不是从地下深处提取它们。”
在系统中,捕获阵列中的硅和氧化钛纳米线的“人造森林”是带有细菌种群的种子,创建了一个太阳能的环境友好型化学厂,可以使用隔离的二氧化碳作为燃料来源,研究人员,研究人员报告在日记中纳米字母。
他们说,细菌是孢子虫卵形,以其出色的催化剂能力而被选为。
“ Ovata S. ovata是一种出色的二氧化碳催化剂,因为它使乙酸盐是一种多功能化学中间体,可用于生产各种有用的化学物质,”说化学家和生物合成专家米歇尔·张(Michelle Chang),他在伯克利实验室和加州大学伯克利分校都任命。
伯克利科学家指出,在加剧了变暖气氛的日益增长的问题之前,正在开发捕获和储存二氧化碳的技术,但该储藏却带来了其自身的环境问题。
Christopher Chang说,它们的人工光合作用系统将是将存储的CO2运行的一种方法,它使用它来合成许多“有针对性的,增值化学产品”。
研究人员指出,任何用于人工光合作用的系统都必须面对光捕获效率水平和足够的催化活性的双重挑战。
他们说,他们的纳米线阵列/细菌混合系统能够在模拟的阳光下以约0.38%的效率转换太阳能,他们说,与天然叶子的水平相同,同时表现出令人印象深刻的产生所需化学分子的能力。
杨说:“我们目前正在研究第二代系统,该系统的太阳能转换效率为3%。” “一旦我们以具有成本效益的方式达到10%的转化效率,该技术应在商业上可行。”