Spennende brensel fra solen via fotosyntese

Naturlig energibonanza

På en time produserer solen nok energi til å drive hvert eneste kjøretøy, hver fabrikk og alle elektriske apparater på jorden i et helt år. Kan vi ta i mot eller lagre all denne energien som kommer om dagen til bruk døgnet rundt har vi nok energi til alt.

Fotosyntese er prosessen brukt av planter, alger og noen bakterier til å ta energi fra sola og gjøre den om til kjemisk energi. Det finnes to typer prosesser, en med oksygen og en uten oksygen. Fotosyntese er forbundet med det grønne pigmentet klorofyll. Oftest bruker fotosyntesen vann og slipper fri oksygen som vi trenger for å puste. Samtidig spiser plantene karbon.

Les her: Trær er maskiner som kan fjerne karbon fra lufta.

Utviklere i USA har nå greidd å vise hvordan man bruker solenergi til å splitte vann til hydrogen ved hjelp av fotosyntese. Mange andre aktører arbeider med samme sak, og det blir et kappkjør for å få de første praktiske resultater.

Sola er alltid på, det er 1000 soltimer i året i Norge, i mange andre land er det 3000+ soltimer, det er nok sol til alt.

Solenergi det neste store

Solcelleanlegg vokser nå kraftig i mange land, mest i Kina, men også våre naboland Sverige og Danmark er blitt store aktører og får en stor del av sitt energibehov dekket av strøm fra solceller. Prisene er kommet ned på konkurransedyktig nivå med energi fra konvensjonelle energikilder. Ny utvikling innen tynnfilm teknologi ser spennede ut og vil gjøre solenergi enda mer attraktiv, og bidra sterkt til å øke solenergis andel av elektrisiteten vi forbruker.

Les her: Voldsom utvikling i solenergi gigawattene renner på.

Solceller, tynne filmer, direkte inn i plantenes prosesser, mange slags undersøkelser er i gang.

Drømmen om energi fra fotosyntese

Noen utviklere ser på en helt annen problemstilling, nemlig å forsøke å gjøre sollys til drivstoff. Den store drømmen er å bruke solenergi til å lage energi som kan brukes på samme måte som olje og bensin, og lovende utvikling innen dette feltet er nå i gang flere steder. Flere utviklere mener slik energi vil kunne bli svært billig og effektiv.

Veien dit er lang og kronglete før det kan bli praktiske resultater, men tegn på fremgang fortsetter å dukke opp. Den siste er fra University of North Carolina, USA hvor utviklere ved Energy Frontier Research Center rapporterer at de har greid å produsere hydrogen ved hjelp av solstråling.

Stadig store gjennombrudd

Riktignok begynte vi å høre om "store gjennombrudd" på denne fronten for minst fem år siden. Men gradvis utvikling er fortsatt viktig for å bygge stabile og økonomisk gjennomførbare systemer som kan få til en overgang fra laboratoriet til den virkelige verden, og det ser ut til å være det vi snakker om her. Det har kommet andre rapporter fra USA også, som for eksempel i fjor høst fra det statlige senteret for kunstig fotosyntese i Berkeley, California der man har hatt fremskritt i å kombinere lys-absorpsjon og drivstoff-produserende katalysatorstrukturer og funksjoner.

Nanoteknologi nøkkelen

Den grunnleggende nye ideen nå har to hovedkomponenter: et molekyl og en nanopartikkel. Molekylet, en såkalt kromofor-katalysator sammenstilling absorberer sollys og deretter begynner katalysatoren å rive elektroner bort fra vann. Nanopartikkelen som tusenvis av kromofor-katalysatorelementer er bundet til er en del av en film av nanopartikler som transporterer elektronene bort for å lage hydrogen.

Molekyler, elektroner, nanopartikler, alger: det er mange mulige løsninger.

Få i gang en kontinuerlig prosess

Den store utfordringen er nå å holde systemet fra å bryte sammen og å få prosessen til å gå som tenkt. Problemet har hittil vært at man ikke har fått elektronene raskt nok bort til å lage hydrogen. Det er her utviklerne er begynt å bruke en teknikk hvor nanopartikler dekkes, atom for atom, med et tynt lag av et materiale som kalles titandioksyd.

Titandioksid

Ved å bruke ultra-tynne lag av titandioksid fant utviklerne at nanopartikkelen kunne føre bort elektroner langt raskere enn før og de frigjorte elektronene ble tilgjengelig for hydrogenproduksjon. De har også funnet ut hvordan de kan bygge et beskyttende lag som holder kromofor-katalysator sammenstillingen bundet fast til nanopartiklene slik at de holder seg på overflaten. (Norge er en stor produsent av titandioksid)

Utviklerne er nå optimistiske og mener energi fra fotosyntese kan bli en realitet. Det mer praktiske målet er å bruke prosessen til å skape hydrokarbon drivstoff som kan brukes i bilen din.

Naturlig fotosyntese en mulighet

Solenergi er klart favoritten til fremgang, men menneskeheten tenker fremdeles svært høyteknologisk og kommersielt, og naturens egne fotosyntesesystemer via grønne planter og klorofyll kan komme til å gi løsningen naturen selv bruker.

Les flere artikler på NyttNorge. Se emnene våre og bruk søkefunksjonen. Stopp, tenk og gjør det.

Sol og klorofyll er en fin kombinasjon.

Linker Les mer om "Sollys til brensel" her