KAWANISH, il-Ġappun, 15 ta' Novembru, 2022 /PRNewswire/ — Kwistjonijiet ambjentali bħat-tibdil fil-klima, it-tnaqqis tar-riżorsi, l-estinzjoni tal-ispeċi, it-tniġġis tal-plastik u d-deforestazzjoni kkawżati miż-żieda fil-popolazzjoni tad-dinja qed isiru aktar urġenti.
Id-dijossidu tal-karbonju (CO2) huwa gass serra u waħda mill-kawżi ewlenin tat-tibdil fil-klima. F'dan ir-rigward, proċess imsejjaħ "fotosintesi artifiċjali (fototnaqqis tad-dijossidu tal-karbonju)" jista' jipproduċi materja prima organika għall-fjuwil u l-kimiċi mid-dijossidu tal-karbonju, l-ilma u l-enerġija solari, kif jagħmlu l-pjanti. Fl-istess ħin, inaqqsu l-emissjonijiet tas-CO2, li jintużaw bħala materja prima għall-produzzjoni tal-enerġija u l-kimiċi. Għalhekk, il-fotosintesi artifiċjali hija magħrufa bħala waħda mill-aktar teknoloġiji ekoloġiċi avvanzati.
L-MOFs (oqfsa metall-organiċi) huma materjali superporużi magħmula minn gruppi ta' metalli inorganiċi u konnetturi organiċi. Jistgħu jiġu kkontrollati fil-livell molekulari fil-medda nano b'erja tal-wiċċ kbira. Minħabba dawn il-proprjetajiet, l-MOFs jistgħu jiġu applikati fil-ħażna tal-gass, is-separazzjoni, l-assorbiment tal-metall, il-katalisi, il-kunsinna tad-drogi, it-trattament tal-ilma, sensuri, elettrodi, filtri, eċċ. Riċentement instab li l-MOFs għandhom il-ħila li jaqbdu s-CO2, li jista' jintuża biex jipproduċi sustanzi organiċi permezz tat-tnaqqis fotoattiv tas-CO2, magħruf ukoll bħala fotosintesi artifiċjali.
Il-kwantismi, min-naħa l-oħra, huma materjali żgħar ħafna (0.5–9 nanometri) bi proprjetajiet ottiċi li jobdu r-regoli tal-kimika kwantistika u l-mekkanika kwantistika. Huma msejħa "atomi artifiċjali jew molekuli artifiċjali" għaliex kull kwantismu jikkonsisti minn ftit atomi jew molekuli biss sa eluf ta' atomi jew molekuli. F'din il-medda ta' daqs, il-livelli ta' enerġija tal-elettroni m'għadhomx kontinwi u jsiru separati minħabba fenomenu fiżiku magħruf bħala l-effett tal-konfinament kwantistiku. F'dan il-każ, it-tul tal-mewġa tad-dawl emess jiddependi mid-daqs tal-kwantismu. Dawn il-kwantismi jistgħu jiġu applikati wkoll fil-fotosintesi artifiċjali minħabba l-kapaċità għolja tagħhom ta' assorbiment tad-dawl, il-ħila li jiġġeneraw eċċitoni multipli u l-erja tal-wiċċ kbira.
Kemm il-MOFs kif ukoll il-quantum dots ġew sintetizzati mill-Green Science Alliance. Preċedentement, huma użaw b'suċċess kompożiti MOF-quantum dot biex jipproduċu aċidu formiku bħala katalist speċjali għall-fotosintesi artifiċjali. Madankollu, dawn il-katalisti huma f'forma ta' trab u dawn it-trabijiet katalisti jridu jinġabru permezz ta' filtrazzjoni f'kull proċess. Għalhekk, huwa diffiċli li jiġu applikati għal użu industrijali reali għaliex dawn il-proċessi mhumiex kontinwi.
Bi tweġiba, is-Sur Kajino Tetsuro, is-Sur Iwabayashi Hirohisa, u Dr. Mori Ryohei ta' Green Science Alliance Co., Ltd. użaw it-teknoloġija tagħhom biex jimmobilizzaw dawn il-katalisti speċjali tal-fotosintesi artifiċjali fuq drapp tat-tessuti rħis u fetħu impjant ġdid tal-aċidu formiku. Il-proċess jista' jitħaddem kontinwament għal applikazzjonijiet industrijali prattiċi. Wara t-tlestija tar-reazzjoni tal-fotosintesi artifiċjali, l-ilma li fih l-aċidu formiku jista' jitneħħa u jiġi estratt, u mbagħad ilma frisk ġdid jista' jiżdied mal-kontenitur biex titkompla t-tkomplija tal-fotosintesi artifiċjali.
L-aċidu formiku jista' jissostitwixxi l-fjuwil tal-idroġenu. Waħda mir-raġunijiet ewlenin li qed iżżomm lura l-adozzjoni madwar id-dinja ta' soċjetà bbażata fuq l-idroġenu hija li l-idroġenu, l-iżgħar atomu fl-univers, huwa diffiċli biex jinħażen, u jkun jiswa ħafna flus li tinbena riżerva ta' idroġenu ssiġillata sew. Barra minn hekk, il-gass tal-idroġenu jista' jkun splussiv u joħloq periklu għas-sigurtà. Huwa ħafna aktar faċli li l-aċidi formiċi jinħażnu bħala fjuwil għax huma likwidi. Jekk meħtieġ, l-aċidu formiku jista' jikkatalizza r-reazzjoni biex jipproduċi l-idroġenu in situ. Barra minn hekk, l-aċidu formiku jista' jintuża bħala materja prima għal diversi kimiċi.
Anke jekk l-effiċjenza tal-fotosintesi artifiċjali bħalissa għadha baxxa ħafna, il-Green Science Alliance se tkompli tiġġieled biex iżżid l-effiċjenza u tintroduċi fotosintesi artifiċjali applikata b'mod effettiv.