Los químicos de la Universidad de Illinois han producido con éxito combustibles utilizando agua, dióxido de carbono y luz visible a través de la fotosíntesis artificial. Al convertir el dióxido de carbono en moléculas más complejas como el propano, la tecnología de energía verde ahora está un paso más cerca de utilizar el exceso de CO 2 para almacenar energía solar, en forma de enlaces químicos, para usar cuando el sol no brilla y en momentos de máxima demanda.
Las plantas usan la luz solar para generar reacciones químicas entre el agua y el CO 2 para crear y almacenar energía solar en forma de glucosa densa en energía. En el nuevo estudio, los investigadores desarrollaron un proceso artificial que usa la misma porción de luz verde del espectro de luz visible utilizada por las plantas durante la fotosíntesis natural para convertir CO 2 y agua en combustible, junto con nanopartículas de oro ricas en electrones que sirven como catalizador. Los nuevos hallazgos se publican en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
"El objetivo aquí es producir hidrocarburos complejos y licuables a partir del exceso de CO 2 y otros recursos sostenibles como la luz solar ", dijo Prashant Jain, profesor de química y coautor del estudio." Los combustibles líquidos son ideales porque son más fáciles, más seguros y más económicos de transportar que el gas y porque están hechosde moléculas de cadena larga, contienen más enlaces, lo que significa que acumulan energía más densamente ".
En el laboratorio de Jain, Sungju Yu, investigador postdoctoral y primer autor del estudio, utiliza catalizadores metálicos para absorber la luz verde y transferir electrones y protones necesarios para las reacciones químicas entre CO 2 y agua - llenando el papel del pigmento clorofila en la fotosíntesis natural.
Las nanopartículas de oro funcionan particularmente bien como catalizador, dijo Jain, porque sus superficies interactúan favorablemente con el CO 2 las moléculas son eficientes para absorber la luz y no se descomponen o degradan como otros metales que pueden empañarse fácilmente.
Hay varias formas en que se libera la energía almacenada en los enlaces del combustible de hidrocarburos. Sin embargo, el método convencional de combustión fácil termina produciendo más CO 2 - lo cual es contraproducente para la noción de cosechar y almacenar energía solar en primer lugar, dijo Jain.
"Hay otros usos potenciales más poco convencionales de los hidrocarburos creados a partir de este proceso", dijo. "Podrían usarse para alimentar las celdas de combustible para producir corriente y voltaje eléctricos. Hay laboratorios en todo el mundo tratando de descubrir cómola conversión de hidrocarburos a electricidad se puede realizar de manera eficiente ", dijo Jain.
Tan emocionante como el desarrollo de este CO 2 el combustible a líquido puede ser para tecnología de energía verde, los investigadores reconocen que el proceso de fotosíntesis artificial de Jain no es tan eficiente como lo es en las plantas.
"Necesitamos aprender a sintonizar el catalizador para aumentar la eficiencia de las reacciones químicas", dijo. "Entonces podemos comenzar el arduo trabajo de determinar cómo aumentar el proceso. Y, como cualquier energía no convencionaltecnología, habrá muchas preguntas de viabilidad económica para ser respondidas también ".
El Instituto de Energía y Biociencias, a través del programa EBI-Shell, apoyó esta investigación.
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Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Oficina de Noticias . Original escrito por Lois Yoksoulian. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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