Forscher der University of Illinois in Chicago (UIC) haben eine Lösung erfunden, mit der künstliche Blätter in der realen Welt verwendet werden können. Besser noch, ihre Blätter wären 10-mal effektiver bei der Umwandlung von CO2 als echte.
„Bisher verwenden alle Designs für künstliche Blätter, die im Labor getestet wurden, Kohlendioxid aus Drucktanks. Um erfolgreich in der realen Welt zu implementieren, müssen diese Geräte in der Lage sein, Kohlendioxid aus viel verdünnteren Quellen wie Luft und Rauchgas zu ziehen, dem Gas, das von Kohlekraftwerken abgegeben wird „, sagte Meenesh Singh, Assistenzprofessor für Chemieingenieurwesen am UIC College of Engineering und korrespondierender Autor der Arbeit.
Eine künstliche Membran
Um dieses Dilemma zu lösen, haben Singh und sein Team eine künstliche semipermeable Membran entwickelt, die Wasser verdunsten lässt, wenn es von Sonnenlicht getroffen wird. In diesem Fall würde das Wasser auch Kohlendioxid aus der Luft ansaugen.
Dann würde eine künstliche photosynthetische Einheit Kohlendioxid in Kohlenmonoxid und Sauerstoff umwandeln. Das Kohlenmonoxid würde gesammelt und bei der Entwicklung synthetischer Kraftstoffe verwendet. Der Sauerstoff könnte jedoch wieder an die Umgebung abgegeben werden, wo er dringend benötigt wird.
„Durch die Umhüllung der traditionellen künstlichen Blatttechnologie in diese spezielle Membran kann die gesamte Einheit wie ein natürliches Blatt außerhalb funktionieren“, sagte Singh.
Was beeindruckender ist, ist, was diese Blätter draußen erreichen konnten. Die Forscher schätzen, dass 360 Blätter mit einer Länge von jeweils 1, 7 Metern und einer Breite von 0, 2 Metern fast eine halbe Tonne Kohlenmonoxid erzeugen würden. Noch wichtiger ist, wenn die gleiche Menge Blätter auf eine Fläche von 500 Quadratmetern gebracht würde, würden sie den Kohlendioxidgehalt um 10 Prozent senken.
Die Forscher wiesen auch schnell darauf hin, dass ihre Technologie auf leicht zugänglichen Materialien basiert.
„Unser konzeptionelles Design verwendet leicht verfügbare Materialien und Technologien, die in Kombination ein künstliches Blatt erzeugen können, das bereit ist, außerhalb des Labors eingesetzt zu werden, wo es eine bedeutende Rolle bei der Reduzierung von Treibhausgasen in der Atmosphäre spielen kann“, sagte Singh.
Ihre Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift ACS Sustainable Chemistry & Engineering veröffentlicht.