Spennende brensel fra solen via fotosyntese

Naturlig energibonanza via fotosyntese

Solen er en fantastisk energikilde som vi kan ta mye mer energi fra enn det vi gjør i dag, og fotosyntese er framtidas store kilde til energi. 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. Bedre batterier eller annen lagringsteknologi er også noe vi trenger.

Les mer: Grafén batterier har stor energitetthet.

Fotosyntese prosessen brukes av planter, alger og noen bakterier til å ta energi fra sola og gjøre den om til kjemisk energi. Det finnes to typer fotosyntese 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.

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

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.

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 med tynne filmer direkte inn i plantenes prosesser, undersøkelser pågår.

Drømmen om energi fra fotosyntese

Noen utviklere ser på 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 i gang flere steder. Flere utviklere mener slik energi vil kunne bli svært billig og effektiv.

Veien dit er 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.

Solceller blir tynne filmer og mer effektive.

Stadig store gjennombrudd

Riktignok begynte vi å høre om "store gjennombrudd" på denne fronten for mange år siden. 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 kommer. Rapporter fra USA som for eksempel i fjor høst fra det statlige senteret for kunstig fotosyntese i Berkeley, California sier at der er det fremskritt i å kombinere lys-absorpsjon og drivstoff-produserende katalysatorstrukturer og funksjoner.

Nanoteknologi er 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 nå er å få prosessen til å gå som tenkt. Problemet har hittil vært at man ikke får 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.

Sol og klorofyll er en fin kombinasjon.

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. Ta med at 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 er en olje som kan brukes i bilen din.

Naturlig fotosyntese en mulighet

Solenergi er klart favoritten til fremgang, men menneskeheten tenker fremdeles svært høyteknologisk og kommersielt. 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.

Linker

Sollys til blir til brensel.

Fotosyntese.