KAWANISH, Japan, 15 novimber 2022 /PRNewswire/ - Miljeuproblemen lykas klimaatferoaring, útputting fan boarnen, útstjerren fan soarten, plestikfersmoarging en ûntbosking feroarsake troch de wrâldbefolkingsgroei wurde driuwender.
Koalstofdiokside (CO2) is in broeikasgas en ien fan 'e wichtichste oarsaken fan klimaatferoaring. Yn dit ferbân kin in proses neamd "keunstmjittige fotosynteze (fotoreduksje fan koalstofdiokside)" organyske grûnstoffen foar brânstof en gemikaliën produsearje út koalstofdiokside, wetter en sinne-enerzjy, lykas planten dogge. Tagelyk ferminderje se CO2-útstjit, dy't brûkt wurdt as grûnstof foar enerzjy- en gemyske produksje. Dêrom stiet keunstmjittige fotosynteze bekend as ien fan 'e meast avansearre griene technologyen.
MOF's (metaal-organyske frameworks) binne superporeuze materialen dy't gearstald binne út klusters fan anorganyske metalen en organyske linkers. Se kinne op molekulêr nivo yn it nanoberik kontroleare wurde mei in grut oerflak. Fanwegen dizze eigenskippen kinne MOF's tapast wurde yn gasopslach, skieding, metaaladsorpsje, katalyse, medisynlevering, wettersuvering, sensoren, elektroden, filters, ensfh. Koartlyn is fûn dat MOF's it fermogen hawwe om CO2 te fangen, dat brûkt wurde kin om organyske stoffen te produsearjen troch CO2-fotoreduksje, ek wol bekend as keunstmjittige fotosynteze.
Kwantumstippen, oan 'e oare kant, binne ultra-lytse materialen (0,5-9 nanometer) mei optyske eigenskippen dy't foldogge oan 'e regels fan kwantumgemy en kwantummeganika. Se wurde "keunstmjittige atomen of keunstmjittige molekulen" neamd, om't elke kwantumstippe mar út in pear oant tûzenen atomen of molekulen bestiet. Yn dit grutteberik binne de enerzjynivo's fan 'e elektroanen net langer kontinu en wurde se skieden troch in fysyk ferskynsel dat bekend stiet as it kwantumbeheiningseffekt. Yn dit gefal sil de golflingte fan it útstjoerde ljocht ôfhingje fan 'e grutte fan 'e kwantumstippe. Dizze kwantumstippen kinne ek tapast wurde yn keunstmjittige fotosynteze fanwegen har hege ljochtabsorpsjekapasiteit, fermogen om meardere exciton te generearjen en grutte oerflakte.
Sawol MOF's as kwantumdots binne synthetisearre troch de Green Science Alliance. Earder hawwe se mei súkses MOF-kwantumdot-kompositen brûkt om mierensoer te produsearjen as in spesjale katalysator foar keunstmjittige fotosynteze. Dizze katalysatoren binne lykwols yn poeierfoarm en dizze katalysatorpoeders moatte yn elk proses troch filtraasje sammele wurde. Dêrom is it lestich om it ta te passen foar echt yndustrieel gebrûk, om't dizze prosessen net kontinu binne.
As reaksje hjirop brûkten de hearen Kajino Tetsuro, de hearen Iwabayashi Hirohisa, en Dr. Mori Ryohei fan Green Science Alliance Co., Ltd. harren technology om dizze spesjale keunstmjittige fotosyntezekatalysatoren te immobilisearjen op in goedkeape tekstylstof en iepenen in nije mierensoerfabryk. It proses kin kontinu rinne foar praktyske yndustriële tapassingen. Nei it foltôgjen fan 'e keunstmjittige fotosyntezereaksje kin it wetter mei mierensoer derút helle en ekstrahearre wurde, en dan kin nij swiet wetter tafoege wurde oan 'e kontener om de weropstart fan keunstmjittige fotosynteze troch te setten.
Mierensoer kin wetterstofbrânstof ferfange. Ien fan 'e wichtichste redenen dy't de wrâldwide oannimmen fan in wetterstof-basearre maatskippij tsjinhâldt, is dat wetterstof, it lytste atoom yn it universum, lestich op te slaan is, en it soe tige djoer wêze om in goed ôfsletten reservoir fan wetterstof te bouwen. Derneist kin wetterstofgas eksplosyf wêze en in feilichheidsrisiko foarmje. It is folle makliker om mierensoeren as brânstof op te slaan, om't se floeiber binne. As it nedich is, kin mierensoer de reaksje katalysearje om wetterstof in situ te produsearjen. Derneist kin mierensoer brûkt wurde as grûnstof foar ferskate gemikaliën.
Sels as de effisjinsje fan keunstmjittige fotosynteze op it stuit noch tige leech is, sil de Green Science Alliance trochgean mei fjochtsjen om de effisjinsje te fergrutsjen en echt tapaste keunstmjittige fotosynteze yn te fieren.