Kunstig Leaf kan hjelpe astronautene puste og spise på Mars

Et team av forskere fra University of Illinois i Chicago har utviklet seg gjennom teknologi som tidligere eksisterte bare i naturen - et kunstig blad som perfekt etterligner prosessen med organisk fotosyntese, omdanner karbondioksid til brukbart, brennbart drivstoff som ikke bruker noe mer enn kraften til sol.

I et nytt papir publisert denne uken i Vitenskap, forskere detaljer hvordan bladet faktisk er en to-folds gevinst - det fjerner ikke bare omgivende forurensninger fra atmosfæren, det produserer energidrevet brensel. Og ved å fokusere på en nøkkelfamilie av dikalcogenider av overgangsmetall (TMDC for kort) for å danne katalysatoren, utformet de modellen for ca 20 ganger billigere enn noen sammenlignbare eksisterende katalysatorer.

Det kunstige bladet ser ikke ut som et organisk blad, men det gjør det som et organisk blad gjør. Drevet av sollys, produserer bladet en slags syntetisk gass som kalles syngas som senere kan omdannes til diesel eller en rekke andre typer drivstoff. I tillegg til å fange CO2 og produsere hydrokarboner - som forresten er den typen ting som kan slette vårt behov for fossilt brensel hvis det blir implementert i industriell skala - kan bladet omdanne karbondioksid til sukker (akkurat som hvordan planter produserer drivstoff).

"Med denne tilnærmingen kan vi omdanne solens energi til kjemiske bindinger," forteller Dr. Amin Salehi-Khojin, en assisterende professor i maskin- og industriteknikk ved University of Illinois i Chicago og studiens seniorforfatter, forteller Omvendt. "Det er virkelig et gjennombrudd i kjemi og miljøvitenskap, denne frittstående design. Vi har kunnet oppdage en ny familie av materialer; Kjemien er forbedret med 1000 ganger."

Det er ikke en talespråk - i tillegg til å være 20 ganger billigere, er denne cellen bokstavelig talt 1000 ganger mer effektiv (som betyr at reaksjonen skjer 1000 ganger raskere enn andre katalysatorer laget med andre metaller. Teamet har jobbet på bladet i ca to år, og det har allerede arkivert et patent. Salehi-Khojin anslår at de vil få det innenfor neste år, kanskje tidligere.

De søker for tiden samarbeidspartnere fra industrisektoren for å hjelpe til med å implementere cellen i stor skala, noe som betyr vind og solbruk. Teknologien har også potensial for mindre bruk, som med biler og ulike andre komponenter i transportsektoren.

Sannsynligvis er den kuleste potensielle bruken imidlertid innenfor Mars-oppdragene. Celleteknologien kunne ikke bare bidra til å gi oksygen til astronauter på reisen til Mars, men produsere sukker som en matkilde.

Korreksjon: Den første referansen til universitetet i spørsmålet leser først Universitetet i Chicago, ikke University of Illinois i Chicago. Artikkelen er oppdatert.