تولید سوخت هیدروژنی با فتوسنتز مصنوعی

وب سایت آی تی رسان - علی جعفری: دانشمندان در سرتاسر جهان همواره تلاش می‌کردند که فرایند فتوسنتز را در آزمایشگاه بازسازی کنند، به این امید که بتوانند فرایند تولید سوخت را تقلید نمایند. گروهی از محققان دپارتمان انرژی آزمایشگاه ملی بروکهاون و ویرجینیا، یک ابرمولکول جدید کشف کرده‌اند که می‌تواند این کار را به خوبی انجام دهد.

در اصل پژوهشگر ارشد این گروه چند سال قبل دو نوع از این ابرمولکول‌ها را ساخته است. هر دو ابرمولکول می‌توانند فرایندی که برای فتوسنتز نیاز است، یعنی جذب نور، جداسازی و انتقال بار الکتریکی و تسریع کردن واکنشی که برای تولید هیدوژن است، انجام دهد. گیاهان از فتوسنتز برای تبدیل دی اکسید کربن به گلوکز استفاده می‌کنند. یکی از ابرمولکول‌ها نسبت به دیگری کارایی بهتری دارد و گروه آزمایش‌هایی انجام داده تا دلیل آن را بفهمد.

هر دو ابرمولکول از چندین یون جمع کننده‌ نور روتنیم (Ru) ساخته شده‌اند. یون‌های روتنیم به یک کاتالیزور مرکزی که از رودیوم (Rh) ساخته شده است، وصل شده‌اند. یکی از ابرمولکول‌ها از شش یون Ru ساخته شده و در مدت ۱۰ ساعت با اتصال به یک کاتالیزور، ۲۸۰ مولکول هیدوژن را تولید کرده است.

ابرمولکول دیگری با سه یون Ru ساخته شده است و در مدت ۴ ساعت اتصال به یک کاتالیزور تنها ۴۰ مولکول هیدوژن تولید کرده است. گروه بعد از یک‌سری تست‌ها متوجه شد که ابرمولکول بزرگ‌تر الکترون کم‌تری دارد و این ویژگی باعث شده که بیشتر پذیرای الکترون برای فتوسنتز باشد.

با آشکار شدن این نکته پژوهشگران می‌توانند سیستم‌های مولکولی موثرتری برای فتوسنتز مصنوعی طراحی کنند. البته مدتی طول می‌کشد ولی گروه (و دیگر گروه‌های تحقیقاتی) می‌توانند از این یافته جدید برای تولید هیدوژن بیشتر استفاده کنند و از آن به عنوان سوخت استفاده نمایند.