Harvards solarbetriebenes Blatt nimmt mehr Sonnenlicht ein als eine echte Pflanze

Seit wir zum ersten Mal davon geträumt haben, die Sonnenenergie der Sonne zu nutzen, haben Forscher die Pflanzen um uns herum nach Inspiration gesucht, um den Prozess der Photosynthese zu kopieren. Nun behaupten die Forscher von Harvard, sie hätten ein System geschaffen, das genau das tut - nur ihr Blatt ist zehnmal so mächtig.

Die Harvard-Professoren Daniel Nocera und Pamela Silver veröffentlichten kürzlich ihre gemeinsam erstellten Ergebnisse in der Zeitschrift Wissenschaft, was ihr System mit dem Namen "Bionic Leaf 2.0" erklärt und wie es in der Lage ist, 10 Prozent des Sonnenlichts in Energie umzuwandeln, während natürliche Blätter durch Photosynthese nur 1 Prozent des Sonnenlichts umwandeln können.

Nocera hat bereits zuvor seine Arbeiten veröffentlicht, in denen dieses System detailliert beschrieben wird und wie Sonnenlicht in flüssigen Wasserstoff umgewandelt wird. Diese jüngste Veröffentlichung zeigt jedoch, dass sie die Effizienz massiv gesteigert haben.

"Anstatt eine Tankstelle zu haben, schlägt die Sonne in Ihr Haus, Sie haben ein künstliches Blatt, Sie könnten Ihren eigenen Brennstoff erzeugen", sagt Daniel Nocera, Energieprofessor in Harvard, in einem Video über das Bionikblatt.

Dabei wird eine Photovoltaik- oder Solarzelle zwischen zwei dünnen Metalloxid-Katalysatoren eingefügt, um das Blatt selbst zu bilden. Es wird dann bei Raumtemperatur in Wasser getaucht und ahmt den Prozess der Photosynthese nach, indem es Wassermoleküle in Sauerstoff und Wasserstoff spuckt. Diese Wasserstoffmoleküle werden dann mit Kohlendioxid kombiniert und in reinen Alkohol umgewandelt. Autofahrer könnten es dann ähnlich wie Ethanol in ihren Autos benutzen.

Nocera konnte dies alles schon eine Weile, aber es war nicht so effizient. Der Katalysator, den er verwendete, erzeugte Sauerstoffmoleküle, die die DNA der Bakterien zerstörten, und um zu vermeiden, dass er dazu gezwungen wurde, eine anormale Energiemenge zu verbrauchen, wodurch der Wirkungsgrad verringert wurde.

"Für dieses Papier haben wir einen neuen Katalysator für die Kobalt-Phosphor-Legierung entwickelt, von dem wir zeigten, dass er keine reaktiven Sauerstoffspezies bildet", erklärte Nocera Harvard Gazette. "Das hat uns erlaubt, die Spannung zu senken, und dies hat zu einer dramatischen Steigerung der Effizienz geführt."

Er sagt, dass Bionic Leaf 2.0 derzeit einen Wirkungsgrad von 10 Prozent durch die Sonne erzielen kann, aber er erzählte Harvard Magazine Es könnte eines Tages einen Wirkungsgrad von 70 bis 80 Prozent erreichen.

Sprechen mit Inverse Anfang dieses Jahres spekulierte Nocera, dass sein System zu dieser Art von Effizienz fähig wäre, aber er hatte es noch nicht bewiesen. Jetzt, da es hier ist, sind die Möglichkeiten ziemlich aufregend.