Учёные обнаружили, что мягкий гелеобразный материал, называемый гидрогелем, может стать ключом к открытию безграничной чистой энергии, имитируя естественный процесс фотосинтеза.
По данным Earth.com , исследователи спешат разработать экологически чистые решения для борьбы с климатическим кризисом и обращаются за ответами к самой природе. Недавно группа ученых из Японского передового института науки и технологий (JAIST) и Токийского университета попыталась исследовать, как искусственный фотосинтез может помочь нам получить доступ к более чистой энергии.
Команда создала инновационный, вдохновленный природой гидрогель — 3D-сеть полимерного материала, которая быстро поглощает и удерживает воду и другие жидкости. Он производит кислород и водород посредством сложного искусственного процесса, который воспроизводит фотосинтез, потенциально предоставляя нам новый путь для получения устойчивой возобновляемой энергии.
Earth.com объяснил , что ученые полагались на старый добрый солнечный свет вместо электричества, чтобы расщепить молекулы воды и произвести чистую, энергоэффективную водородную энергию. Источник энергии следующего поколения уже использовался для создания водородных топливных элементов для судоходной отрасли, высокоскоростного поезда в Китае и даже целого жилого комплекса в Южной Корее.
Ведущий исследователь профессор Косукэ Окейоши считает, что использование искусственного фотосинтеза для стимулирования производства водорода может помочь преодолеть текущие проблемы в создании топлива на основе водорода.
«Водород — фантастический источник энергии, поскольку он чистый и возобновляемый. Наши гидрогели предлагают способ производства водорода с использованием солнечного света, что может помочь устойчиво преобразовать энергетические технологии», — сказал профессор Окейоши, согласно Earth.com.
Технология фотосинтеза преодолевает значительную проблему, с которой сталкивались предыдущие попытки создания биоинспирированных систем фотосинтеза: агрегацию молекул. Используя сложную полимерную сеть, команда решила проблему слипания молекул, увеличив количество водорода, которое может быть произведено.
«Уникальность здесь в том, как организованы молекулы внутри гидрогеля», — сказала докторант JAIST Рейна Хагивара . «Создав структурированную среду, мы сделали процесс преобразования энергии намного более эффективным».
Этот прорыв в технологии искусственного фотосинтеза может в будущем упростить и удешевить производство водорода, хотя команда признала, что для точной настройки процесса потребуется еще много работы.
«Мы продемонстрировали потенциал, но теперь нам нужно усовершенствовать технологию для промышленного использования. Возможности захватывающие, и мы стремимся продолжать двигаться вперед», —
сказал профессор Окейоши.
Команда сосредоточена на повышении эффективности преобразования энергии гидрогелями, масштабировании технологии для коммерческого использования и дальнейшем тестировании, чтобы убедиться в ее готовности к практическому применению.
Если процесс получения водорода с использованием солнечного света окажется успешным в больших масштабах, его потенциально можно будет использовать в качестве топлива для транспортных средств, для производства электроэнергии и в промышленных процессах, а также в других целях, что поможет нам снизить зависимость от грязных видов топлива, вызывающих перегрев планеты, таких как нефть и газ.
Прочитайте что такое взгляд в будущее