Kawanishi, Japon, 15 novanm 2022 /PRNewswire/ — Pwoblèm anviwònman tankou chanjman klimatik, rediksyon resous natirèl, disparisyon espès, polisyon plastik ak debwazman ap vin pi mal atravè lemond akòz yon eksplozyon popilasyon.
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 CO2)" ka pwodui matyè premyè òganik pou konbistib ak pwodui chimik apati CO2, dlo ak enèji solè, menm jan plant yo fè. An menm tan, yo diminye tou emisyon CO2, piske yo itilize CO2 kòm yon matyè premyè pou pwodiksyon enèji ak resous chimik. Se poutèt sa, fotosentèz atifisyèl konsidere kòm youn nan dènye teknoloji vèt yo.
MOF yo (Metal Organic Frameworks) se materyèl ultraporeu ki konpoze de gwoup metal inòganik ak lyezon òganik. Yo ka kontwole nan nivo molekilè nan seri nanomèt epi yo gen 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 kaptire CO2 ki ka CO2 fotoredwi, sa vle di, fotosentèz atifisyèl.
Pwen kwantik yo, bò kote pa yo, se materyèl ultra mens (0.5–9 nm) ki gen pwopriyete optik ki konfòm ak règ chimi kwantik ak mekanik kwantik. Yo rele yo "atòm atifisyèl oswa molekil atifisyèl" paske chak pwen kwantik konsiste sèlman de kèk oswa kèk milye atòm oswa molekil. 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 yo. 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.
Tou de MOF yo ak pwen kwantik yo te sentetize anba Green Science Alliance la. Anvan sa, yo te itilize avèk siksè materyèl konpoze pwen kwantik MOF 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, piske pwosesis sa yo pa kontinyèl, yo difisil pou aplike pou itilizasyon endistriyèl pratik.
Kòm repons, Mesye Tetsuro Kajino, Mesye Hirohisa Iwabayashi, ak Doktè Ryohei Mori nan Green Science Alliance Co., Ltd. te itilize teknoloji yo pou imobilize katalis fotosentèz atifisyèl espesyal sa yo sou fèy twal ki pa chè epi yo te devlope yon nouvo pwosesis pou pwodiksyon asid formik, ki ka fonksyone kontinyèlman nan aplikasyon endistriyèl pratik. Apre reyaksyon fotosentèz atifisyèl la fini, yo ka retire dlo ki gen asid formik la pou ekstraksyon, epi yo ka ajoute nouvo dlo fre nan veso a pou rekòmanse fotosentèz atifisyèl la kontinyèlman.
Asid formik ka ranplase idwojèn kòm gaz. Youn nan rezon prensipal ki anpeche yon sosyete idwojèn gaye toupatou sou latè se ke idwojèn se pi piti atòm nan linivè a, kidonk li difisil pou estoke li, epi pwodiksyon yon tank idwojèn ki gen yon gwo efè sele ap trè chè. Anplis de sa, gaz idwojèn nan ka eksplozif epi poze yon danje pou sekirite. Piske asid formik se yon likid, li pi fasil pou estoke kòm yon gaz. Si sa nesesè, yo ka itilize asid formik pou katalize pwodiksyon idwojèn in situ. Anplis de sa, yo ka itilize asid formik kòm yon matyè premyè pou divès pwodui chimik.
Malgre efikasite fotosentèz atifisyèl la toujou ba, Green Science Alliance a ap kontinye goumen pou amelyorasyon efikasite pou etabli aplikasyon pratik pou fotosentèz atifisyèl.