استفاده از فتوسنتز مصنوعی جهت تولید اتیلن

پژوهشگران توانستند با استفاده از فتوسنتز مصنوعی، اتیلن مورد استفاده به‌عنوان ماده‌ی اولیه در صنایع لاستیک و پلاستیک‌سازی را تولید کنند.

با هدف استفاده از انرژی‌های تجدید‌پذیر در تولید اتیلن، تیم پروفسور Yeo از دانشگاه ملی سنگاپور برای اولین بار در سال ۲۰۱۵، کاتالیزور مس را طراحی کردند که می‌توانست اتیلن را با کمک جریان الکتریکی از آب و دی‌اکسید کربن تولید کند. این کاتالیزور مس، متعاقبا در سیستم فتوسنتز مصنوعی جهت تولید اتیلن از آب و دی‌اکسید کربن با استفاده از انرژی خورشید مورد بهره‌بردای قرار گرفت. نمونه‌ی اولیه این دستگاه، جهت واکنش الکتروشیمیایی به بازده فارادی ۳۰ درصدی جهت تولید اتیلن از طریق نور خورشید دست پیدا کرد که این میزان از بازده انرژی، برای این سیستم تا حدود زیادی مطابق با میزان بازده انرژی فتوسنتز طبیعی در گیاهان است.
افزایش بسیار زیاد غلظت دی‌اکسید کربن در اتمسفر به این دلیل بوده که میزان انتشار دی‌اکسید کربن ناشی از فعالیت‌های انسانی بیش از میزانی است که بتواند توسط گیاهان و جنگل‌ها در سرتاسر دنیا به جذب شود. این فرایند افزایش نشر دی‌اکسید کربن در هوا، منجر به گرمایش جهانی و تغییرات ناخواسته زیست‌محیطی شده است و در نتیجه‌، به‌ دام انداختن دی‌اکسید کربن یکی از روش‌های کلیدی جهت مقابله با تغییرات آب‌وهوایی ناشی از فعالیت انسانی خواهد بود. این روش ابداع‌شده نه‌تنها به‌طور کامل از انرژی تجدید‌پذیر استفاده می‌کند، حتی در کاهش گازهای گلخانه‌ای و مصرف دی‌اکسید کربن جهت تولید یک ماده دیگر کمک می‌کند.

این تیم حتی فراتر از یک فتوسنتز طبیعی گام برداشتند و با اضافه کردن باتری جهت ذخیره انرژی مازاد خورشید در طول روز، فرایند فتوسنتز مصنوعی در شرایط کم‌نور یا کاملا تاریک متوقف نخواهد شد. این کار باعث می‌شود که تولید اتیلن کاملا پایدار و بدون توقف باشد و مشکلی در عملکرد سیستم ایجاد نکند. حتی در صورتی که چندین روز تأمین انرژی از نور خورشید با مشکل مواجه شود، این باتری‌های جانبی می‌توانند به فعالیت خود ادامه بدهند.
این ابداع می‌تواند نقطه‌ی عطفی باشد که در آینده با کمک فتوسنتز‌های مصنوعی از طریق جذب دی‌اکسید کربن، بتوان انواع ترکیبات آلی مانند پلی‌اتیلن را تولید کرد. پژوهشگران با توسعه چنین سیستمی، می‌خواهند تولید سوخت‌های مایع مانند اتانول و پروپانول را در دستور کار خود قرار دهند.

منبع: تبیان