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Bactérias + micro painéis solares, a fotossíntese pode ser feita com apenas um barril!

2018-09-29
A fotossíntese na natureza é uma das maneiras de fazer uso eficaz da luz solar. No entanto, a eficiência da fotossíntese da natureza geralmente não é alta. A taxa de conversão da maioria das plantas que convertem a luz solar em biomassa é de apenas 0,1% -0,2%, mesmo que seja uma reação biológica. A microalga nas condições do dispositivo é atualmente de apenas 1-2%.

Portanto, os cientistas esperam sair da perspectiva da planta e ser capazes de usar artificialmente a luz do sol para fazer a fotossíntese "caseira". A fotossíntese artificial é um processo de coleta de "luz solar líquida" para reduzir o dióxido de carbono e produzir produtos químicos de alto valor por meio de processos limpos e verdes. O produto converte a luz solar em combustível líquido para armazenamento.

Um dos métodos de fotossíntese artificial é combinar bactérias com semicondutores inorgânicos. Partículas nano-semicondutoras coletam principalmente a luz solar, que imita o papel da clorofila na fotossíntese natural.

Na recente 254ª Conferência e Expo Nacional da Sociedade Química Nacional, a equipe de Kelsey K. Sakimoto do Lawrence Berkeley Labs nos Estados Unidos propôs um novo tipo de painel solar em miniatura, um sistema híbrido de bactérias. O sistema utiliza nanopartículas de sulfeto de cádmio (CdS) para transformar a bactéria não fotossintética Moorella thermoacetica. A superfície do painel solar é composta por nanopartículas de sulfeto de cádmio que podem capturar fótons solares. CdS de sulfeto de cádmio fotoexcitado pode produzir pares elétron-buraco fotogerados. E costumava participar de reações químicas na fotossíntese artificial.


Figura 丨 biorreator CdS modificado por bactérias (esquerda); nanocristais que absorvem luz (meio) convertem luz solar, dióxido de carbono, água em produtos químicos úteis (direita)

Eles então afirmaram que o sistema CdS-Moorella thermocatica pode usar luz para reduzir o dióxido de carbono a ácido acético. O ácido acético é um produto químico versátil que pode ser usado para fazer polímeros, produtos farmacêuticos e combustíveis líquidos, e 5-20% do vinagre na cozinha é composto de ácido acético. A equipe de Sakimoto também está trabalhando para converter o dióxido de carbono em outros combustíveis químicos, como metanol, hidrogênio líquido e outros combustíveis líquidos.

Sakimoto? disse: "Uma vez que esses minúsculos painéis solares são 'instalados' com essas bactérias, as bactérias podem usar a energia solar para produzir alimentos, combustível e plástico." Então, por que você precisa de um meio como os painéis solares? Como apenas as células fotovoltaicas podem converter toda a luz solar em um fluxo de elétrons, a fotossíntese natural simplesmente a transforma no alimento necessário para o crescimento das plantas.


Figura 丨 biorreator CdS modificado por bactérias (esquerda); nanocristais que absorvem luz (meio) convertem luz solar, dióxido de carbono, água em produtos químicos úteis (direita)

Eles então afirmaram que o sistema CdS-Moorella thermocatica pode usar luz para reduzir o dióxido de carbono a ácido acético. O ácido acético é um produto químico versátil que pode ser usado para fazer polímeros, produtos farmacêuticos e combustíveis líquidos, e 5-20% do vinagre na cozinha é composto de ácido acético. A equipe de Sakimoto também está trabalhando para converter o dióxido de carbono em outros combustíveis químicos, como metanol, hidrogênio líquido e outros combustíveis líquidos.

Sakimoto? disse: "Uma vez que esses minúsculos painéis solares são 'instalados' com essas bactérias, as bactérias podem usar a energia solar para produzir alimentos, combustível e plástico." Então, por que você precisa de um meio como os painéis solares? Como apenas as células fotovoltaicas podem converter toda a luz solar em um fluxo de elétrons, a fotossíntese natural simplesmente a transforma no alimento necessário para o crescimento das plantas.

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