Novi istraživački projekt proizvodnje goriva direktno iz sunčeve energije
04.08.2010
Američki znanstvenici ujedinjeni u The Joint Center for Artificial Photosynthesis (JCAP), pokreću inovativni projekt "Fuels from Sunlight Energy Innovation Hub" kojem je cilj ustanoviti procese proizvodnje goriva direktno iz sunčeve energije. Predvođeni znanstvenicima iz Kalifornijskog instituta za tehnologiju, istraživački tim želi ostvariti ambiciozni plan razvoja procesa umjetne fotosinteze pomoću kojega bi se gorivo dobivalo iz sunčeve svjetlosti, vode i ugljik dioksida.
Teza na kojoj se zasniva teorija o sintezi goriva direktno iz sunčeve svjetlosti kreće od činjenice da je u prirodi kroz evoluciju dugu više o tri milijarde godina postignut princip stvaranja energije od sunčeve svjetlosti vode i ugljik dioksida.
Ključ nastanka svih goriva je proces fotosinteze pomoću kojega biljke iz sunčeve svjetlosti, vode i ugljik dioksida stvaraju energiju za svoj rast i razvoj. Posljedično sva fosilna goriva su na neki način posljedica tog procesa, a nafta, plin i ugljen su ostaci biljaka koje su akumulirale sunčevu energiju tijekom životnog procesa i razvoja. Budući da znanstvenici smatraju da je proces pretvaranja sunčeve energije prvo u biljke pa zatim u biogoriva, koja su danas poželjna alternativa fosilnim gorivima, energetski neučinkovit, zamisao je da se faza razvoja i rasta biljke preskoči i da se prijeđe direktno na proizvodnju goriva iz sunčeve energije. Realizacija ideje da se fosilna goriva zamjene gorivom dobivenim direktno iz sunčeve svjetlosti bila bi uistinu revolucionarna. Osim što bi se riješili ovisnosti o fosilnim gorivima, na ovaj način mogli bi dobivati čistu energiju koja ne bi imala štetne nusprodukte.
U fazi istraživanja međutim trebat će riješiti nekoliko važnih problema:
1. Shvatiti proces i dizajnirati katalitičke komplekse ili čvrste tvari koje generiraju kemijska goriva iz CO2 i/ili vode. Ovakvo istraživanje mora se koordinirati sa unaprjeđivanjem i dizajnom drugih elemenata potrebnih za pretvaranje sunčeve energije u gorivo. Ovo uključuje "hvatanje" fotona, prijenos energije, separaciju naboja i prijenos elektrona. Osnovna briga je dizajn i otkrivanje materijala koji će biti jeftini i održivi u budućnosti.
2. Integracija svih dijelova sustava koji "hvataju" svjetlost i ključni su za formiranje goriva u učinkovit sustav. Ovaj korak bi tražio istraživanje i metodologiju koja teži razumijevanju kompleksne sheme sustava koji treba funkcionirati kao operativna jedinica. Za razliku od prirodnog procesa fotosinteze sustav bi trebao koristiti cijeli spektar sunčevog zračenja, što postavlja dodatne zahtjeve.
3. Kao posljednji korak ostaje testiranje i pragmatična evaluacija sustava za dobivanje goriva iz sunčeve energije. "Hub" bi trebao biti praktični sustav, prototip za sustav koji će jednom biti i tržišno dostupan.