Le professeur assistant de l'UCF Fernando Uribe-Romo a trouvé un moyen de déclencher le processus de photosynthèse dans un matériau synthétique, transformer les gaz à effet de serre en air pur et produire de l'énergie en même temps. Crédit :UCF
Un professeur de chimie de Floride vient de trouver un moyen de déclencher le processus de photosynthèse dans un matériau synthétique, transformer les gaz à effet de serre en air pur et produire de l'énergie en même temps.
Le processus a un grand potentiel pour créer une technologie qui pourrait réduire considérablement les gaz à effet de serre liés au changement climatique, tout en créant un moyen propre de produire de l'énergie.
"Ce travail est une percée, " a déclaré le professeur assistant de l'UCF Fernando Uribe-Romo. " Il est très difficile d'un point de vue scientifique d'adapter des matériaux qui absorberont une couleur de lumière spécifique, mais du point de vue sociétal, nous contribuons au développement d'une technologie qui peut aider à réduire les gaz à effet de serre."
Les résultats de ses recherches sont publiés dans le Journal de la chimie des matériaux A .
Uribe-Romo et son équipe d'étudiants ont créé un moyen de déclencher une réaction chimique dans un matériau synthétique appelé structures métallo-organiques (MOF) qui décompose le dioxyde de carbone en matières organiques inoffensives. Considérez-le comme un processus de photosynthèse artificielle similaire à la façon dont les plantes convertissent le dioxyde de carbone (CO2) et la lumière du soleil en nourriture. Mais au lieu de produire de la nourriture, La méthode d'Uribe-Romo produit du carburant solaire.
C'est quelque chose que les scientifiques du monde entier poursuivent depuis des années, mais le défi consiste à trouver un moyen pour que la lumière visible déclenche la transformation chimique. Les rayons ultraviolets ont suffisamment d'énergie pour permettre la réaction dans des matériaux courants tels que le dioxyde de titane, mais les UV ne représentent qu'environ 4% de la lumière que la Terre reçoit du soleil. La gamme visible - les longueurs d'onde du violet au rouge - représente la majorité des rayons du soleil, mais il existe peu de matériaux qui captent ces couleurs claires pour créer la réaction chimique qui transforme le CO2 en carburant.
Le professeur Fernando Uribe-Romo et son équipe d'étudiants ont créé un moyen de déclencher une réaction chimique dans un matériau synthétique appelé structures métallo-organiques (MOF) qui décompose le dioxyde de carbone en matériaux organiques inoffensifs. Considérez-le comme un processus de photosynthèse artificielle similaire à la façon dont les plantes convertissent le dioxyde de carbone (CO2) et la lumière du soleil en nourriture. Mais au lieu de produire de la nourriture, La méthode d'Uribe-Romo produit du carburant solaire. Crédit :UCF :Bernard Wilchusky
Les chercheurs l'ont essayé avec une variété de matériaux, mais ceux qui peuvent absorber la lumière visible ont tendance à être des matériaux rares et coûteux tels que le platine, rhénium et iridium qui rendent le procédé prohibitif.
Uribe-Romo a utilisé du titane, un métal commun non toxique, et ajouté des molécules organiques qui agissent comme des antennes de collecte de lumière pour voir si cette configuration fonctionnerait. Les molécules d'antenne de récolte de lumière, appelés N-alkyl-2-aminotéréphtalates, peut être conçu pour absorber des couleurs de lumière spécifiques lorsqu'il est incorporé dans le MOF. Dans ce cas, il l'a synchronisé pour la couleur bleue.
Son équipe a assemblé un photoréacteur à LED bleue pour tester l'hypothèse. Des quantités mesurées de dioxyde de carbone ont été lentement introduites dans le photoréacteur - un cylindre bleu brillant qui ressemble à un lit de bronzage - pour voir si la réaction se produirait. La lumière bleue éclatante provenait de bandes de lumière LED à l'intérieur de la chambre du cylindre et imitait la longueur d'onde bleue du soleil.
Cela a fonctionné et la réaction chimique a transformé le CO2 en deux formes réduites de carbone, formiate et formamides (deux types de combustible solaire) et dans le processus de nettoyage de l'air.
"L'objectif est de continuer à affiner l'approche afin que nous puissions créer de plus grandes quantités de carbone réduit afin qu'il soit plus efficace, ", a déclaré Uribe-Romo.
Il veut voir si les autres longueurs d'onde de la lumière visible peuvent également déclencher la réaction avec des ajustements sur le matériau synthétique. Si ça marche, le processus pourrait être un moyen important d'aider à réduire les gaz à effet de serre.
"L'idée serait de mettre en place des stations qui captent de grandes quantités de CO2, comme à côté d'une centrale électrique. Le gaz serait aspiré dans la station, passer par le processus et recycler les gaz à effet de serre tout en produisant de l'énergie qui serait réinjectée dans la centrale."
Peut-être qu'un jour les propriétaires pourraient acheter des bardeaux de toit faits de ce matériau, qui purifierait l'air de leur quartier tout en produisant de l'énergie qui pourrait être utilisée pour alimenter leurs maisons.
« Cela nécessiterait une nouvelle technologie et une nouvelle infrastructure pour se produire, " dit Uribe-Romo. " Mais c'est peut-être possible. "
