Artificiell fotosyntes

Efter att ha vandrat omkring i centrum av Amsterdam och fotograferat de berömda pittoreska kanalerna så begav sig Max och Lily till det likaledes berömda Amsterdams Universitet. Som en del av deras initiativ för solenergi skulle de arbeta med artificiell fotosyntes. 

Båda kände att det fanns inget bättre sätt att avsluta resan än att lära sig mer om detta viktiga projekt som syftar till att imitera naturens sätt att producera energi under miljarder år, att producera energi som behövs för vår moderna civilisation. 

“Vi använder energi till mycket, men det finns tre grundläggande krav” började Lily. ”För uppvärmning, elproduktion och transporter. Artificiell fotosyntes kan bidra till de båda senare”.

Men Max kunde inte låta bli att känna sig lite besviken. Han höll i ögonhöjd en bägare som innehöll en fotokatalytisk cell i vatten. En massa små bubblor steg upp. ”Är det här det konstgjorda lövet?” frågade han medan han läste på etiketten. ”Jag väntade mig något… grönare” klagade han

“Som vad då?” frågade Lily. ”Den är kanske inte grön till färgen, men den arbetar efter samma princip som ett löv” fortsatte hon. ”Vet du ens var fotosyntes är?” retades hon.

Max sa att han visste mycket väl vad fotosyntes är. Växter absorberar solenergi och omvandlar den till kemisk energi. De kombinerar koldioxiden de tar upp från luften med vatten för att skapa sin näring, glukos, och syre.

“Glukos är kolhydrat” lade Lily till. ”Och det här konstgjorda lövet som du håller i gör någonting liknande. Det använder solenergi för att splittra vatten i syre och väte. Ser du bubblorna? De är syret och vätet. Syret kommer från framsidan på lövet och vätet från baksidan. Väte används som bränsle”.

I naturen är det “användbara bränslet” kolhydrater, proteiner och fetter, men i det här fallet söker forskarna bränsle för bilar och elektricitet för apparater av alla möjliga slag. Artificiell fotosyntes är processen som framställer bränsle från ingenting annat än vatten, solljus och koldioxid. Det är en fundamental process och grunden för en värld som inte längre behöver fossila bränslen. Genom att kombinera koldioxid och vatten så framställs kolväten genom artificiell fotosyntes. Med sina beståndsdelar väte och kol utgör kolväten som propan och oktan de grundläggande beståndsdelarna i bensin och naturgas, och de har använts som bränsle i århundraden. Den här typen av artificiell fotosyntesen är även fördelaktig eftersom den reducerar koldioxidinnehållet i vår atmosfär.

“Men hur går det till?” undrade Max ljudligt. Lily sa att ett enda ord förklarar allting: katalys. En katalysator är ett material som snabbar upp en kemisk reaktion. Nya katalysatorer har utvecklats för att göra artificiell fotosyntes möjlig.

När de här katalysatorerna kopplas samman med material som absorberar ljus blir det möjligt med effektiv produktion av bränslen sådana som metanol. Till att börja med använde man dyra metaller som platina och iridium som katalysatorer. Men de kostade för mycket, så det var nödvändigt att utveckla nya, billigare alternativ. Exempelvis är titandioxid en katalysator som är ofarlig, miljövänlig och även mycket stabil. En del metallegeringar har också visat sig vara effektiva katalysatorer. En i synnerhet, en legering av nickel, molybden och zink (NiMoZn), är mycket effektiv för produktion av väte.  

Både Max och Lily blev imponerade av vad som uppnåtts. Det ser kanske inte ut som ett löv, men det fungerar som ett sådant. Artificiell fotosyntes reducerar mängden koldioxid i atmosfären och ger friskare luft, samtidigt som den skapar bränslen för att driva både bilar och elektriska apparater. Effektivitet, omsorg om vår omvärld, hållbarhet: vägen mot en ny värld, en bättre värld, var under utformning.