Преди повече от век италианският химик Джакомо Чамичан предупреждава, че човечеството няма да може да разчита безкрайно на въглища и изкопаеми горива. Още тогава той споделя визионерската идея, че енергията на бъдещето трябва да бъде добивана по начина, по който природата го прави: чрез фотосинтеза.
В продължение на десетилетия концепцията остава в сферата на теоретичната химия, тъй като липсват материали и инженерни решения, способни да я превърнат в реалност. Днес обаче това се променя.
Екип от Университета в Кеймбридж обяви пробив, който мнозина определят като крайъгълен камък в технологиите. Учените са създали първата мащабируема система за изкуствена фотосинтеза, която може да произвежда чиста енергия непрекъснато, без емисии и с минимална поддръжка.
Как функционира?
Технологията, наричана от самите изследователи "изкуствено листо", е създадена така, че да копира най-ефективния енергиен механизъм в природата. Тя възпроизвежда ключовите фази на фотосинтезата, включително разделянето на водата на водород и кислород и последващото съхранение на получената химическа енергия.
Източник: iStock
За изпълнението на тези реакции се използват иновативни полупроводникови материали и синтетични катализатори, които улавят слънчевата светлина значително по-ефективно от досегашните опити.
Полученият водород може да бъде използван директно като чисто гориво или комбиниран с въглероден диоксид за производство на други енергийни носители. Това постижение идва след години на опити да бъдат преодолени фундаментални препятствия като стабилното разделяне на заряда и оптималното поглъщане на светлина - предизвикателства, които дълго време спираха развитието на изкуствената фотосинтеза.
Определението "безкрайна енергия" не цели да наруши законите на физиката, а да подчертае възможността системата да работи практически непрекъснато, подчертават откривателите. Тя се захранва единствено от 2 ресурса, налични в изобилие - слънчева светлина и вода, което прави поддръжката минимална.
Дизайнът е модулен и наподобява съвременните фотоволтаични панели, което означава, че технологията би могла да бъде интегрирана в съществуващи енергийни мрежи без драстични промени.
Скъпо е, но ще промени играта
Въпреки еуфорията, изследователите остават реалисти. Предизвикателствата, които стоят пред комерсиализацията, не са малко. Като започнем с деградацията на материалите във времето и стигнем до високите първоначални инвестиции и необходимостта технологията да докаже своята дълготрайна ефективност извън лабораторни условия.
Затова и следващата критична стъпка е да бъде подобрена ефективността на преобразуване на слънчева светлина в енергия и да бъде доказано, че системата може да функционира години наред в реална среда.
Ако пробивът успее да достигне индустриално ниво, последствията могат да бъдат мащабни. Изкуствената фотосинтеза има огромен потенциал. Тя може да осигури автономно енергийно производство в отдалечени региони, да предостави енергийна независимост на райони с висока слънчева радиация, както и да предложи работеща алтернатива на изкопаемите горива в сектори, които трудно се електрифицират.
Допълнителна тежест на откритието придава фактът, че технологията идва от университет от ранга на Кеймбридж. Това е важен атестат за доверие, който би спомогнал за привличането на стратегически партньорства и сериозни инвестиции, надяват се учените.
USD
CHF
EUR
GBP
