KAWANISH, Japon, 15 novanm 2022 /PRNewswire/ — Pwoblèm anviwònman tankou chanjman klimatik, rediksyon resous, disparisyon espès, polisyon plastik ak deforestasyon ki koze pa ogmantasyon popilasyon mondyal la ap vin pi ijan.
Diyoksid kabòn (CO2) se yon gaz ki lakòz efè tèmik epi li se youn nan prensipal kòz chanjman klimatik yo. Nan sans sa a, yon pwosesis yo rele "fotosentèz atifisyèl (fotorediksyon diyoksid kabòn)" ka pwodui matyè premyè òganik pou gaz ak pwodui chimik apati diyoksid kabòn, dlo ak enèji solè, menm jan plant yo fè. An menm tan, yo diminye emisyon CO2, ki itilize kòm matyè premyè pou pwodiksyon enèji ak pwodui chimik. Se poutèt sa, fotosentèz atifisyèl la rekonèt kòm youn nan teknoloji vèt ki pi avanse yo.
MOF yo (kad metal-òganik) se materyèl superporeu ki konpoze de gwoup metal inòganik ak lyezon òganik. Yo ka kontwole nan nivo molekilè nan nano-ranje a ak yon gwo sifas. Akòz pwopriyete sa yo, MOF yo ka itilize nan depo gaz, separasyon, adsorption metal, kataliz, livrezon dwòg, tretman dlo, detèktè, elektwòd, filtè, elatriye. Dènyèman, yo te dekouvri MOF yo gen kapasite pou kaptire CO2, ki ka itilize pou pwodui sibstans òganik atravè fotorediksyon CO2, ke yo rele tou fotosentèz atifisyèl.
Pwen kwantik yo, bò kote pa yo, se materyèl ultra-piti (0.5–9 nanomèt) ki gen pwopriyete optik ki obeyi règ chimi kwantik ak mekanik kwantik. Yo rele yo "atòm atifisyèl oswa molekil atifisyèl" paske chak pwen kwantik konsiste sèlman de kèk atòm oswa molekil jiska plizyè milye atòm. Nan seri gwosè sa a, nivo enèji elektwon yo pa kontinyèl ankò epi yo vin separe akòz yon fenomèn fizik ke yo rekonèt kòm efè konfinman kwantik. Nan ka sa a, longèdonn limyè ki emèt la ap depann de gwosè pwen kwantik la. Pwen kwantik sa yo kapab tou aplike nan fotosentèz atifisyèl akòz gwo kapasite absòpsyon limyè yo, kapasite pou jenere plizyè eksiton ak gwo sifas yo.
Green Science Alliance te sentetize tou de MOF ak pwen kwantik. Anvan sa, yo te itilize avèk siksè konpoze MOF-pwen kwantik pou pwodui asid formik kòm yon katalis espesyal pou fotosentèz atifisyèl. Sepandan, katalis sa yo an poud epi poud katalis sa yo dwe kolekte pa filtrasyon nan chak pwosesis. Se poutèt sa, li difisil pou aplike li nan itilizasyon endistriyèl reyèl paske pwosesis sa yo pa kontinyèl.
Kòm repons, Mesye Kajino Tetsuro, Mesye Iwabayashi Hirohisa, ak Doktè Mori Ryohei nan Green Science Alliance Co., Ltd. te itilize teknoloji yo pou imobilize katalis fotosentèz atifisyèl espesyal sa yo sou yon twal tekstil ki pa chè epi yo te louvri yon nouvo plant asid formik. Pwosesis la ka fonksyone kontinyèlman pou aplikasyon endistriyèl pratik. Apre reyaksyon fotosentèz atifisyèl la fini, yo ka retire dlo ki gen asid formik la epi retire li, epi answit yo ka ajoute nouvo dlo fre nan veso a pou kontinye rekòmanse fotosentèz atifisyèl la.
Asid formik ka ranplase idwojèn kòm konbistib. Youn nan rezon prensipal ki anpeche adopsyon mondyal yon sosyete ki baze sou idwojèn se ke idwojèn, pi piti atòm nan linivè a, difisil pou estoke, epi li ta trè chè pou konstwi yon rezèvwa idwojèn byen sele. Anplis de sa, gaz idwojèn nan ka eksplozif epi poze yon danje pou sekirite. Li pi fasil pou estoke asid formik kòm yon konbistib paske yo likid. Si sa nesesè, asid formik ka katalize reyaksyon an pou pwodui idwojèn in situ. Anplis de sa, asid formik ka itilize kòm yon matyè premyè pou divès pwodui chimik.
Menm si efikasite fotosentèz atifisyèl la toujou trè ba kounye a, Green Science Alliance a ap kontinye goumen pou ogmante efikasite epi entwodui yon fotosentèz atifisyèl ki vrèman aplike.