Исследователи Университет Иллинойса (США, Чикаго) разработали искусственные листья, которые выполняют все те же функции, что и живые растения, а именно – преобразуют углекислый газ в воду и окись углерода, вырабатывая кислород.

Фактически, каждое растение представляет собой миниатюрную «электростанцию», которая трансформирует солнечные лучи, воду и углекислый газ в энергию. За последние годы ученые предпринимали не одну попытку создать искусственную копию натурального живого листа, но им это не удавалось. Университет Иллинойса решил сложную задачу: ученым удалось разработать новую версию листьев, которая функционировала не только в лаборатории, но и в реальных условиях.

Листовые устройства поглощают углекислый газ (СО2) из воздуха, преобразуя его в кислород (О2) и газ (СО), являющийся основой создания таких синтетических видов топлива, как, например, бензин или метиловый спирт. Все созданные до сих пор искусственные листья не могли забирать СО2 из окружающего воздуха, а новые образцы могут это делать.

Была создана система фотосинтеза, продуктивность которой по сравнению с живыми растениями выше в 14 раз. Эта система состоит из высокоэффективных солнечных элементов, покрытых катализаторами. Они расщепляют молекулы воды и поглощают СО2 просто из воздуха. Раньше подобный процесс нельзя было осуществить, потому что в искусственных листьях не было устьиц – микроскопических отверстий на поверхности, через которые живые растения втягивают углекислый газ и выделяют кислород.

Исследователи поместили листовое устройство в проницаемую целостную оболочку из волокон аммонийной смолы. Оболочку пропитали электролитом (веществом, проводящим электрический ток) на водной основе. Чтобы заменить процесс испарения воды через листья в живых растениях, разработчики сделали так, что аммонийная смола втягивала углекислоту из воздуха. Внутри листа, под оболочкой, СО2 превращался в угарный газ (окись углерода СО). Окись можно извлекать из листьев и использовать для создания топлива.

Система листовых устройств является модульной и масштабируемой, то есть, при необходимости можно сформировать участок необходимой площади, покрытый такими «листьями». Например, если взять 360 листов размера 1,7х0,2 метра, покрыв 500 кв.метров, можно получить 0,4 тонны окиси углерода в день и 10% увеличить насыщенность кислородом в окружающем пространстве.

Впервые листовые устройства появились еще в 2011 году в Гарварде. Тогда их использовали для производства электрической энергии, удобрений и даже лекарств. По словам разработчиков, рабочие прототипы живых листков готовы для применения в реальных условиях. Фактически это установка для искусственного фотосинтеза, заключенная в прозрачную капсулу. Если собрать большое количество таких устройств в одном месте, можно получить как запасы топлива, так и кислород, который также можно собрать либо использовать для очищения воздушного пространства. Технология уже рассматривается как эффективный способ снижения выбросов парниковых газов в атмосферу.

Автор: Елена Семенчук


Читайте также:

Итальянские ученые создали гибкого робота, который функционирует по законам живых растений

Торговый гигант Walmart объявил о патенте на изобретение пчелы-дрона

Комментарии