Установки, которые имитируют фотосинтез (процесс, при котором растения используют воду и углекислый газ из воздуха для получения углеводов при наличии солнечного света как источника энергии), ученые создали давно. Но даже самые лучшие из них не могли выйти из лаборатории. Дело в том, что технология предусматривает подачу углекислого газа в установку под давлением, поэтому используется сжиженный газ из баллонов.
Исследователи из Университета Иллинойса максимально приблизили принцип действия искусственных листьев к природному, найдя способ, чтобы они поглощали углекислый газ непосредственно из воздуха, как это делают настоящие листья. Это открывает огромные перспективы в использовании установки для очищения воздуха от газов, вызывающих парниковый эффект, вблизи заводов или теплоэлектростанций.
Ученые предлагают поместить искусственный лист в проницаемую каучуковую мембрану, наполненную водой. При нагревании на солнце вода испаряется, захватывая молекулы углекислого газа и попадая в систему искусственного фотосинтеза. В процессе разложения углекислого газа получается монооксид углерода (СО), который в дальнейшем будет использоваться для создания синтетического топлива. Кроме того, выделяется кислород, его можно собирать или выпускать в окружающую среду.
По подсчетам ученых, 360 листьев (каждый по 170 см в длину и 20 см в ширину), расположенные на 500-метровой площадке, за день снижают содержание углекислого газа на этой территории на 10% и производят около полутонны монооксида углерода, который будет переработан в синтетическое топливо.
Диоксид углерода (черно-красные сферы) проникает через поры, в то время как вода (бело-красные сферы) испаряется из нижней части листа. Искусственная система фотосинтеза (фиолетовый круг в центре листа) с помощью солнечного света запускает процесс катализа, превращая диоксид углерода в монооксид углерода, а воду – в кислород (показаны как двойные красные сферы).
