استفاده از فتوسنتز مصنوعی به تولید سوخت با کمک نانوکاتالیست امکان‌پذیر شد

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، یافته‌های اخیر محققان نشان می‌دهد که می‌توان از راهبرد فتوسنتز مصنوعی برای تبدیل دی‌اکسیدکربن به متان استفاده کرد. پژوهشگران دانشگاه مک‌گیل و دانشگاه مک‌مستر با همکاری محققانی از دانشگاه میشیگان کاتالیستی ساختند که به این فرآیند کمک می‌کند. این گروه امیدوارند طی ۵ تا ۱۰ سال آینده بتوانند از دی‌اکسیدکربن برای تولید سوخت پاک استفاده کنند.

محققان این پروژه با استفاده از محاسبات و شبیه‌سازی جزء اصلی این کاتالیست را که یک نوع نانوذره است، شناسایی کردند. این نانوذره از جنس آهن و مس است. این کاتالیست چیزی شبیه به پنل خورشیدی بوده که در آن نانوذرات مس و آهن قرار دارد. این ذرات انرژی خورشید را جذب کرده و جریان الکتریکی تولید می‌کند که این جریان برای تبدیل دی‌اکسیدکربن به آب استفاده می‌شود.

لایه اصلی در این کاتالیست، ویفر سیلیکونی است که روی آن نانوسیم با قطر ۳۰۰ نانومتر قرار دارد که پهنایی در حدود ۳۰ نانومتر دارد. این نانوسیم از جنس نیترید گالیم ساخته شده‌است.

این چیدمان موجب می‌شود تا مساحت سطحی بالایی برای انجام واکنش بوجود آید. نانوسیم‌های مزین به نانوذرات با یک فیلم نازک از آب پوشیده شده‌است.

در عمل پنل فتوسنتز مصنوعی نیاز به اتصال به یک منبع دی‌اکسیدکربن دارد که این منبع می‌تواند خروج کارخانه‌های صنعتی باشد.

یکی از مزیت‌های این پروژه آن است که محققان موفق به تولید جریان الکتریسیته بالایی با استفاده از این روش شدند که این موضوع برای تولید انبوه بسیار مناسب است. این در حالی است که در روش‌های فتوسنتز مصنوعی پیشین، دانسیته جریان تولید شده بسیار کم بوده است.

متان یکی از اجزاء اصلی گاز طبیعی است، فتوسنتز فرآیندی است که در آن گیاهان با استفاده از نور خورشید، دی‌اکسیدکربن و آب، مواد غذایی مورد نیاز خود را تولید کرده و در کنار آن اکسیژن نیز تولید می‌شود. در فتوسنتز مصنوعی، سوخت‌های هیدروکربنی، نظیر گاز طبیعی و گازوئیل از دی‌اکسیدکربن تولید می‌شود.