Kunstigt blad kan hjælpe astronauter ånde og spise på Mars

Et team af forskere fra University of Illinois i Chicago har udviklet sig gennem teknologi, som tidligere eksisterede kun i naturen - et kunstigt blad, der perfekt efterligner processen med organisk fotosyntese, der omdanner kuldioxid til brugbart brændbart brændstof, der ikke bruger noget mere end kraften i sol.

I et nyt papir udgivet denne uge i Videnskab, forskere beskriver, hvordan bladet faktisk er en dobbelt gevinst - ikke kun fjerner omgivende forurenende stoffer fra atmosfæren, det producerer energi-tæt brændstof. Og ved at fokusere på en nøglefamilie af overgangsmetal dikalcogenider (TMDC'er for kort) til dannelse af katalysatoren, designet de modellen til ca. 20 gange billigere end nogen sammenlignelige eksisterende katalysatorer.

Det kunstige blad ser ikke ud som et økologisk blad, men det gør hvad et økologisk blad gør. Drevet af sollys producerer bladet en slags syntetisk gas kaldet syngas, som efterfølgende kan omdannes til diesel eller en række andre former for brændstof. Ud over at indfange CO2 og producere kulbrinter - som forresten er den slags ting, der kunne slette vores behov for fossile brændstoffer, hvis det implementeres i industriel skala - kan bladet omdanne kuldioxid til sukker (ligesom hvordan planter producerer brændstof).

"Med denne tilgang kan vi omdanne solens energi til kemiske bindinger," siger Dr. Amin Salehi-Khojin, en adjunkt i maskin- og industriteknik ved University of Illinois i Chicago og studieens seniorforfatter, fortæller Inverse. "Det er virkelig et gennembrud inden for kemi og miljøvidenskab, dette frittstående design. Vi har været i stand til at opdage en ny familie af materialer; kemi er forbedret med 1.000 gange."

Det er ikke en talegang - ud over at være 20 gange billigere, er denne celle bogstaveligt talt 1000 gange mere effektivt (hvilket betyder, at reaktionen sker 1000 gange hurtigere end andre katalysatorer skabt med andre metaller. Holdet har arbejdet på bladet i cirka to år, og det har allerede indgivet et patent, Salehi-Khojin vurderer, at de får det inden for næste år, måske tidligere.

De søger i øjeblikket samarbejdspartnere fra industrien for at hjælpe med at implementere cellen i stor skala, hvilket betyder vind- og solbrug. Teknologien har også potentiale til mindre applikationer, som med biler og forskellige andre komponenter i transportsektoren.

Sandsynligvis er den sejeste fremtidige brug dog inden for Mars-missionerne. Celleteknologien kunne ikke alene hjælpe med at give ilt til astronauter på rejsen til Mars, men producere sukker som fødevarekilde.

Korrektion: Den første reference til universitetet i spørgsmålet læste i første omgang University of Chicago, ikke University of Illinois i Chicago. Artiklen er blevet opdateret.