Mesin fotosintesis buatan meningkatkan dirinya sendiri dari waktu ke waktu

Sebagian besar perangkat ini kehilangan efisiensi semakin lama mereka bekerja. Yang ini untung.

tanaman adalah makhluk hidup, dan seperti semua makhluk hidup, mereka membutuhkan energi untuk tumbuh, berkembang biak, dan terus hidup.

Sebagian besar memanen bahan bakar ini melalui fotosintesis, menggunakan energi matahari untuk mengubah air dan karbon dioksida menjadi energi kimia yang berguna bagi kehidupan.

Sekarang, para peneliti menggunakan perangkat fotosintesis buatan yang memungkinkan kita melakukan trik yang sama, mengubah sinar matahari dan air menjadi bahan bakar hidrogen yang bersih untuk mobil, rumah, dan banyak lagi.

Apa Itu Fotosintesis Buatan?

Sel surya sudah memungkinkan kita mengubah sinar matahari menjadi listrik. Perangkat fotosintesis buatan, bagaimanapun, menggunakan sinar matahari untuk mengubah air atau karbon dioksida menjadi bahan bakar cair, seperti hidrogen atau etanol.

Ini dapat disimpan lebih mudah daripada listrik dan digunakan dengan cara yang berbeda, memungkinkan mereka untuk menggantikan bahan bakar fosil seperti minyak dan gas.

Para ilmuwan telah mempertimbangkan potensi fotosintesis buatan selama lebih dari satu abad, dan pada 1980-an, satu kelompok mendemonstrasikan perangkat yang menggunakan sinar matahari untuk memecah air menjadi hidrogen dan oksigen.

Baca Berita Terkini Hari Ini

Sejak itu, banyak orang lain telah mendemonstrasikan perangkat fotosintesis buatan mereka sendiri, tetapi tidak ada yang cocok untuk produksi massal.

Itu biasanya karena bahan di dalamnya harus memilih antara sangat tahan lama atau sangat efisien dalam menangkap sinar matahari — tetapi kita membutuhkan keduanya.

Dari Solar ke Hidrogen

Pada tahun 2018, sebuah tim yang dipimpin oleh peneliti Universitas McGill Zetian Mi meluncurkan perangkat fotosintesis buatan yang menjanjikan yang dapat mengubah air tawar atau air asin menjadi hidrogen dengan sekitar 3% efisiensi solar-ke-hidrogen yang stabil – rekor sebelumnya hanya di atas 1%.

Itu adalah kemajuan besar, tetapi masih belum cukup efisien untuk komersialisasi — ambang batas itu adalah 5%, menurut Departemen Energi AS.

Mi, sekarang di University of Michigan, bekerja sama dengan Lawrence Berkeley National Laboratory untuk menyaksikan proses terungkap dengan beberapa teknik pencitraan canggih, mencoba menemukan dari mana efisiensi ekstra 2% itu berasal.

Ini akan membantu kami merancang dan membangun perangkat fotosintesis buatan yang lebih efisien dengan biaya lebih rendah.

Itu mengarah pada penemuan yang mengejutkan. Alih-alih menjadi kurang efisien dan stabil setelah beberapa jam — seperti kebanyakan perangkat fotosintesis buatan yang ada — yang satu ini menjadi lebih efisien dan stabil semakin lama bekerja.

Berdasarkan pencitraan, tampaknya salah satu bahan dalam perangkat – semikonduktor murah yang disebut galium nitrida – menyerap sebagian oksigen yang dihasilkan dari air. Oksigen itu menciptakan lebih banyak tempat di galium nitrida untuk produksi hidrogen.

Para peneliti sekarang berencana untuk menggunakan informasi ini untuk merancang perangkat fotosintesis buatan yang lebih efisien; tujuan akhir mereka adalah 20% sampai 30% efisiensi, jauh lebih tinggi dari 5% minimum yang dibutuhkan untuk komersialisasi.

“Kolaborasi ini membantu mengidentifikasi mekanisme mendasar di balik mengapa bahan ini menjadi lebih kuat dan efisien daripada menurun,” kata Mi. “Temuan dari pekerjaan ini akan membantu kami merancang dan membangun perangkat fotosintesis buatan yang lebih efisien dengan biaya lebih rendah.”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *