با تولید نانوفتوالکترودی با کارایی بالا، محققان سوئدی فتوسنتز مصنوعی را در آزمایشگاه انجام دادند تا دی‌اکسیدکربن موجود در اتمسفر به سوخت‌های شیمیایی نظیر اتانول، متان یا اسیدفورمیک تبدیل شود.
تولید سوخت شیمیایی از CO2 هوا در مقیاس آزمایشگاهی
محققان دانشگاه لینکوپینگ در سوئد موفق شدند با استفاده از نور خورشید، دی‌اکسیدکربن را به سوخت تبدیل کنند. نتایج یافته‌های اخیر نشان می‌دهد که می‌توان از این روش برای تبدیل دی‌اکسیدکربن به متان، منوکسیدکربن و اسیدفورمیک استفاده کرد.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.
گیاهان دی‌اکسیدکربن و آب را به قند تبدیل می‌کنند که انرژی بالایی داشته و به‌عنوان سوخت برای رشد و نمو گیاه استفاده می‌شود.
جیانو سان و همکارانش تلاش داشتند تا این فرایند را تقلید و فتوسنتز مصنوعی ایجاد کنند. آن‌ها به دنبال تبدیل دی‌اکسیدکربن موجود در هوا و تبدیل آن به سوخت شیمیایی نظیر متان، اتانول و متانول بودند.
این روش که در حال حاضر در مرحله تحقیقات است، هدف بلندمدتی را دنبال می‌کند، هدفی که در آن دانشمندان به دنبال تبدیل نور خورشید به سوختی با کارایی بالا هستند.
سان می‌گوید: «با تبدیل دی‌اکسیدکربن به سوخت با کمک نور خورشید، می‌توان منبع انرژی تجدیدپذیر جدیدی را ارائه کرد و با آن به کاهش تغییرات اقلیمی کمک نمود که این کار با استفاده کمتر از سوخت‌های فسیلی امکان‌پذیر می‌شود.»
در این پروژه محققان کاربید سیلیکون مکعبی را که یک ماده نیمه‌هادی است با گرافن ترکیب کرده و مورداستفاده قرار دادند. گرافن ماده‌ای با خواص شگفت‌انگیز است اما این ماده برای استفاده در مبدل‌های انرژی خورشیدی مناسب نیست؛ به همین دلیل، محققان آن را با کاربید سیلیکون ترکیب کردند.
پیش از این محققان این پروژه روشی برای رشد گرافن روی کاربید سیلیکون مکعبی ارائه کرده بودند. در این روش، زمانی که به کاربید سیلیکون گرما داده می‌شود، سیلیکون تبخیر شده و اتم‌های کربن باقی می‌مانند که به‌صورت ساختار لایه‌ای شکل می‌گیرند.
این گروه نشان داده بودند که می‌توان چهار لایه گرافن را روی هم به‌صورت کنترل شده قرار داد. آن‌ها با این کار موفق به ساخت فتوالکترود گرافنی شدند که قابلیت جذب انرژی خورشید و تولید حاملان بار را دارد.
این فتوالکترود را می‌توان با فلزات مختلف نظیر مس و بیسموت ترکیب کرد و در نهایت در فرایند فتوسنتز مصنوعی، محصولات انتخابی مختلفی نظیر اسیدفرمیک یا متان تولید نمود.
