Umělé listí vyrábí vodík

Umělé listí vyrábí vodík

Nejlepší sluneční elektrárny jsou kytky

Tak jako se kdysi konstruktéři letadel inspirovali v hmyzí říši a zkoumali strukturu křídel vážek, snaží se dnes vědci zabývající se novými materiály hledat nové designy u rostlin. Podle nich se řešení čisté vodíkové energie skrývá v mikroskopické struktuře listí – vyrobili umělé listy, které dokáží zapřáhnout světlo ke štěpení vody.

Listy rostlin se za stovky milionů let vyvinuly do podoby biogenerátorů energie s vysokou produktivitou práce. Využívají sluneční světlo k výrobě živin i stavebních prvků, přičemž klíčovým procesem v této přeměně je štěpení molekul vody na kyslíkové a vodíkové ionty.

„Technologie na výrobu vodíku jako zdroje energie nejsou žádnou novinkou. Doteď se ale soustředily spíš na to, jak snižovat energetickou náročnost výroby tím, že budou nějakým způsobem kontrolovat a ovlivňovat přímo jednotlivé molekuly vody,” říká Tongxiang Fan ze Státní laboratoře kovových maticových kompozitů Univerzity v Šanghaji. „Nám ovšem připadá efektivnější využít osvědčené struktury rostlinných listů, kde fotosyntéza probíhá bez problémů, s minimálními ztrátami a velkou výtěžností.“

Fan a jeho tým nejdřív vybrali z různých typů listů vhodné kandidáty (např. podle velikosti cév, pevnosti stěn...). Na ně pak nechali působit zředěnou kyselinu chlorovodíkovou. Atomy horčíku – které tvoří jádro fotosyntetického soustrojí listu – se tak nahradí vodíkem. Listy se poté dají do chloridu titanitého (trichloridu titanu), takže tam, kde byl dříve hořčík, se teď usadí titan. Když listy dostatečně uschnou, dají se ještě do pece na 500 stupňů. Veškerý biologický materiál shoří a zůstane jenom původní jemná struktura listů z krystalického oxidu titaničitého. Ten se ostatně používá i v současných solárních článcích ke zvýšení záchytu světla a v umělém listu urychluje štěpení vody.

Umělé listy si zachovávají i ty nejjemnější konstrukční vlastnosti svých živých vzorů – například povrchové buňky ve tvaru čočky, které jsou schopny zachytávat světlo ze všech přístupných úhlů, a speciální cévy odvádějící světlo pomocí odrazů hlouběji do těla listu. Nebo thylakoidy, struktury velké jen několik desítek nanometrů, které zvětšují povrch pro fotosyntézu.

„Právě tyhle ‚biokonstrukce’ umožňují i umělým listům vysokou efektivitu při výrobě vodíku,” tvrdí Fan. V rámci jedné ze zkoušek ponořil Fan se svým týmem umělé listy do roztoku s 20 procenty metanu (metan funguje jako katalyzátor) a osvítili je ultrafialovým a viditelným světlem – tedy tím, co běžně dopadá ze Slunce na Zemi. Ve srovnání s dnes dostupnými formami oxidu titaničitého (jako je třeba P25), které se používají k výrobě čistého vodíku z vody pomocí světla, byly umělé listy schopny zachytit dvojnásobné množství světla a vyrobit víc než trojnásobné množství vodíku.

Umělé listy by se ale nemusely využívat pouze k levnější výrobě vodíku. Mohly by možná sloužit i jako nové, laciné voltaické články – jejichž ‚zelenou’ energii by snad už nemuselo být potřeba sponzorovat ze státní (tedy z naší) kapsy.
Sdílejte:TwitterFacebookVytiskněte si:TisknoutTisknout
Tisknout

Další z rubriky

Příští rok přijdou na trh hodně realistické sexuální robotky

Příští rok přijdou na trh hodně realistické sexuální robotky

Totálně realistické "nafukovací panny" nejsou žádnou extra novinkou, nejnovější typy firmy Abyss Creations ale i tak posouvají ...

Číst více
Katolíci šílí z téhle fotky finalistek Miss Bumbum

Katolíci šílí z téhle fotky finalistek Miss Bumbum

Soutěž Miss Bumbum, jak už jistě víte, hledá každoročně tu nejlepší prdelku Brazílie. Letos se finalistky postaraly v téhle těžce ...

Číst více
Opilec s brutálním zářezem se stal hrdinou další photoshopové bitvy

Opilec s brutálním zářezem se stal hrdinou další photoshopové bitvy

Tohodle chudáka bez kalhot pověsili nejspíš jeho hodní kamarádi za plot tak, že mu vytvořili naprosto monstrozní trenýrkový ...

Číst více
Drsný jestřáb je větší tvrďák než Jason Statham

Drsný jestřáb je větší tvrďák než Jason Statham

Hlavním hrdinou poslední photoshopové bitvy se stal tenhle jestřáb s výrazem a postojem toho největšího hollywoodského tvrďáka.

Číst více

Nejnovější články

Výherci z Maxima 11/2016

Výherci z Maxima 11/2016

Výherci soutěží z listopadového Maxima.

Číst více
Předsilvestrovská nálož pátečních gifů

Předsilvestrovská nálož pátečních gifů

Předsilvestrovská megadávka pátečních gifů ochrání preventivně i od novoroční kocoviny. A jestli ne, tak si je holt v neděli dejte znovu.

Číst více
Holky z Instagramu - Tori Hughes

Holky z Instagramu - Tori Hughes

Tori Hughes, která si na těch internetech říká Tori Brixx, je modelka a hérečka z LA, nad kterou na Instagramu slintá přes dva a půl milionů zvědavců.

Číst více
GALERIE: Nečekané krásy podvodního světa

GALERIE: Nečekané krásy podvodního světa

Svět pod hladinou skrývá netušené poklady. Ať už v moři, rybníku nebo bazénu, všude je na co koukat.

Číst více