36 Fakta Tentang Planet yang Lebih Mengejutkan dibandingkan Kisah Sains Fiksi
Isi kandungan:
Salah satu upaya menembak yang lebih lama untuk tidak hanya mengembangkan lebih banyak tenaga boleh diperbaharui, tetapi juga untuk membantu mengurangkan perubahan iklim dengan mengeluarkan karbon dioksida dari atmosfera adalah proses yang disebut fotosintesis buatan. Seperti namanya, bidang ini merangkumi usaha untuk melakukan apa yang tumbuh-tumbuhan untuk membahagikan molekul air ke dalam hidrogen dan oksigen yang dapat memberikan tenaga yang menggunakan tenaga cahaya matahari semulajadi - dengan cara yang lebih cekap tenaga.
Sekiranya ahli sains dapat memikirkan bagaimana untuk mencipta semula proses di mana tumbuhan menukar CO2 pemanasan iklim menjadi tenaga bersih, kita boleh membangunkan tenaga bersih secara teori tanpa had, bukan sahaja untuk orang di sini di planet Bumi, tetapi juga untuk orang yang akan (semoga) suatu hari memerlukan udara bersih dan tenaga untuk meneroka dan membangunkan struktur yang boleh didiami di ruang angkasa. Ini cita-cita yang setidaknya bermula pada tahun 1912 Sains kertas, tetapi ada halangan, iaitu ia memerlukan penggunaan mahal, sering mencemarkan pemangkin.
Mujurlah, sekumpulan penyelidik di St John's College di University of Cambridge berkata mereka mungkin telah menemui satu penyelesaian dengan membahagikan molekul oksigen dan hidrogen dalam air dengan menggunakan gabungan proses semulajadi dan teknologi buatan manusia. Ini adalah proses yang mereka sebut fotosintesis separa buatan, dan mereka mengatakan ia dapat membantu merevolusikan pembangunan tenaga boleh diperbaharui. Penemuan mereka diterbitkan pada hari Isnin Alam.
"Fotosintesis semulajadi boleh dianggap sebagai pelan biologi untuk penukaran tenaga solar kepada tenaga kimia dan bahan api solar," jelas pengarang pertama Katarzyna Sokó dalam e-mel ke Songsang. "Berbanding dengan fotosintesis semula jadi, sistem baru ini menggunakan lebih banyak spektrum cahaya suria yang lebih efisien, menghasilkan hasil penukaran yang tinggi, dan memintas beberapa laluan metabolik yang bersaing, yang tidak dapat dicapai menggunakan biologi sintetik atau sains bahan semata sahaja."
Apa itu Photosynthesis Buatan Semi?
Fotosintesis tiruan Semi adalah medan penyelidikan yang baru yang cuba mencipta semula fotosintesis menggunakan gabungan biologi sintetik dan sains bahan dengan mata kepada aplikasi tenaga boleh diperbaharui. Kajian Cambridge memberi tumpuan kepada enzim yang terdapat dalam alga yang dipanggil Hydrogenase, yang digunakan untuk memecah molekul hidrogen dan air dalam proses yang berhenti berlaku secara semulajadi kerana ia tidak lagi diperlukan untuk kelangsungan hidup alga.
"Kerja kami … menyediakan kotak alat untuk membangunkan sistem separuh buatan masa depan untuk penukaran tenaga dan 'pendawaian semula' laluan fotosintesis lain," tambah Sokó. "Contohnya, aplikasi sistem tandem separa buatan boleh diperluas di luar reaksi pemisah air untuk photocatalyse pelbagai tindak balas, seperti penukaran gas rumah hijau, CO2 menjadi bahan bakar."
Buat masa ini, peranti itu hanyalah bukti konsep. Sokó menjelaskan bahawa ia "agak rapuh" untuk aplikasi perindustrian. Pengambilalihan yang paling memukau, katanya, mungkin menjadi kenyataan bahawa begitu banyak penyelidik yang berbeza dengan bidang kepakaran yang sangat berbeza dapat berkolaborasi untuk menyelesaikan masalah seperti itu.
"Ia menghairankan mencabar berapa banyak bidang pelbagai disiplin dan bidang kepakaran yang diperlukan untuk membangunkan sistem ini, termasuk sains bahan, nanoteknologi, kimia tak organik, kimia sintetik dan biokimia," katanya. "Ia mengambil masa bertahun-tahun penyelidikan dan kerjasama untuk mendapatkan pengetahuan yang cukup."
Para penyelidik melihat inovasi seperti ini penting bukan hanya untuk memastikan masa depan tenaga boleh diperbaharui tetapi juga untuk memastikan bahawa ruang angkasa masa depan dapat menempuh jarak jauh. Kembali pada bulan Julai, sebuah kumpulan saintis antarabangsa menghasilkan kertas tentang bagaimana untuk menjalankan eksperimen eksperimen fotokrokimia dalam persekitaran graviti sifar.
Matlamat projek itu adalah untuk mencari cara yang penyelidik dapat menjalankan eksperimen seperti yang dilakukan oleh pasukan Cambridge, tetapi di Ruang Angkasa.
Pelaporan tambahan oleh Sarah Sloat.
Tenaga Suria: Berputar Panel Suria Boleh Meningkatkan Kecekapan dengan 32 Peratus
Kecekapan teoritis maksimum untuk sel photovoltaic yang paling biasa digunakan hanya 29 peratus, jadi setiap titisan cahaya matahari dikira. Oleh itu, hanya menggunakan sebotol air dan beberapa batu, Beth Parks membina jenis baru panel solar perlahan berputar yang mengikuti matahari, mengumpul 32 peratus lagi tenaga dalam proses itu.
Berita Tenaga Suria: Rekod Kecekapan Pencincang Sel Dual Dwi Suria Baru
Satu jenis sel solar baru yang dibangunkan oleh penyelidik di UCLA Samueli School of Engineering hanya menghancurkan rekod kecekapan sebelumnya untuk berapa banyak tenaga boleh dituai dari cahaya matahari langsung. Sel baru menangkap lebih daripada seperlima tenaga masuk matahari.
Tenaga Suria: Ladang Suria Terapung Massal Akhirnya Datang Ke Waters AS
Apabila negara bergelut antara komitmen kepada tenaga hijau dan kekurangan ruang untuk berbuat demikian, ladang suria yang terapung memegang janji tenaga solar di ruang yang sama sekali baru: di atas air. Pengeluar suria yang terapung Ciel & Terre baru-baru ini melancarkan pelbagai flotovoltaic di California yang juga boleh membantu memulihara air.