Mākslīgā fotosintēze

Pēc klejošanas pa Amsterdamas centru, uzņemot fotogrāfijas ar slavenajiem, gleznainajiem kanāliem, Maks un Lilija devās uz, arī pasaules slaveno, Amsterdamas Universitāti. Kā daļu no savas saules enerģijas iniciatīvas, viņi strādāja pie mākslīgās fotostintēzes.

Viņi abi juta, ka nav labāka veida, kā beigt savu ceļojumu, kā uzzināt kaut ko vairāk par šo vērtīgo projektu, izveidojot procesu, lai imitētu dabas radīto veidu, ražojot enerģiju miljardiem gadu, lai rožotu enerģiju mūsdienu civilizācijas vajadzībām.

„Mēs izmantojam enerģiju daudzām lietām, bet ir trīs pamatprasības” Lilija sāka. „Apkurei, elektrības ražošanai un transportam. Mākslīgā fotosintēze palīdzēs ar pēdējiem diviem.”

Maks tomēr jutās mazliet vīlies. Viņš acu līmenī turēja vārglāzi ar fotokatalītisko šūnu ūdenī.  Tajā bija daudz sīku burbulīšu, kas cēlās augšup. „Šī ir mākslīgā lapa?” viņš vaicāja, lasot etiķeti. „Es gaidīju kaut ko… zaļāku” viņš sūdzējās.

„Ko, piemēram?” Lilija jautāja. „Tā var nebūt zaļā krāsā, bet tā darbojas tieši tāpat kā lapa” viņa turpināja. „Vai Tu maz zini, kas ir fotosintēze?” viņa zobojās.

Maks teica, ka viņš lieliski zina, kas ir fotosintēze. Augi absorbē saules enerģiju un pārvērš to ķīmiskajā enerģijā. Tie apvieno oglekļa dioksīdu, ko iegūst no atmosfēras, ar ūdeni, lai radītu savu pārtiku, glikozi un skābekli.

„Glikoze ir ogļhidrāts” Lilija piebilda. „Un šī mākslīgā lapa, kuru Tu tur turi, dara kaut ko līdzīgu. Tā izmanto saules enerģiju, lai sadalītu ūdeni skābeklī un ūdeņradī. Vai Tu redzi tos burbulīšus? Tie ir skābeklis un ūdeņradis. Skābeklis nāk no lapas priekšpuses, bet ūdeņradis – no aizmugures. Ūdeņradi izmanto kā degvielu.”

Lai gan dabā „izmantojamā degviela” ir ogļhidrāti, olbaltumvielas un tauki, šajā gadījumā zinātnieki meklē degvielu, kas darbinātu mašīnas un elektrību, kas darbinātu iekārtas. Mākslīgā fotosintēze ir degvielas iegūšanas process no nekā vairāk, kā ūdens, saules gaismas un oglekļa dioksīda. Tas ir svarīgs process, izveidot pamatus, pasaulei, kurā vairs nebūs nepieciešams fosilais kurināmais.

Apvienojot oglekļa dioksīdu ar ūdeni, mākslīgā fotosintēze ražo ogļūdeņražus. Veidoti no oglekļa un ūdeņraža, ogļūdeņraži, piemēram, propāns un oktāns ir pamata sastāvdaļas benzīnam un dabasgāzei, un, kā degviela, ir izmantoti gadsimtiem ilgi. Šim mākslīgās fotosintēzes veidam ir arī priekšrocība – oglekļa dioksīda daudzuma samazināšana atmosfērā.

„Bet kā tas ir izdarāms?” Maks domāja skaļi. Lilija teica, ka ir viens vārds, kas to visu izskaidro: katalizatori. Katalizators ir materiāls, kas paātrina ķīmisko reakciju. Ir izstrādāti jauni katalizatori, lai varētu veikt mākslīgo fotosintēzi.

Kad šie katalizatori tiek apvienoti ar materiāliem, kas absorbē gaismu, kļūst iespējama efektīva kurināmā ražošana, piemēram, metanola. Sākumā, kā katalizatori tika izmantoti dārgmetāli, piemēram, platīns vai irīdijs. Tie bija ļoti dārgi, tāpēc tika izstrādāti jaunas, lētākas alternatīvas. Piemēram, viens katalizators, kas ir nekaitīgs, videi draudzīgs un arī ļoti stabils, ir titāna dioksīds. Turklāt daži metālu sakausējumi ir izrādījušies efektīvi katalizatori. Viens ļoti īpašs - niķeļa molibdēna cinka sakausējums (NiMoZn), ir ļoti efektīvs ūdeņraža ražošanai.

Gan Maks, gan Lilija bija pārsteigti par šo sasniegumu. Tā varbūt neizskatās pēc lapas, bet darbojas kā tā. Mākslīgā fotosintēze samazina oglekļa dioksīda daudzumu atmosfērā, nodrošinot svaigāku gaisu, vienlaikus ražojot degvielu, lai darbinātu gan automašīnas, gan elektriskās ierīces. Efektivitāte, rūpējoties par vidi, ilgtspēja: tiek veidots ceļš uz jaunu pasauli, labāku pasauli.