Автор: Не многие крупные города на Земле могут похвастаться плотным лесным покровом. Как правило, среди бетонных джунглей редкими пятнами выделяется чахлая растительность, неспособная справиться с потоками токсичных веществ, испаряемых асфальтом в коктейле с выхлопными газами автомобилей.
В этих обстоятельствах некоторые муниципалитеты пытаются использовать в качестве легких для города различного рода CityTrees — также известные как искусственные деревья.
В действительности, это живые растения и различные виды мхов, наиболее приспособленные для улавливания токсинов и удаления загрязняющих веществ из окружающей среды.
Мхи, несмотря на то, что они являются более примитивной формой жизни, чем большинство деревьев и цветов, активно проводят фотосинтез, очищая воздух.
Это позволяет им поглощать двуокись углерода — парниковый газ — из атмосферы и производить кислород.
Мхи также содержат множество полезных бактерии, которые также помогают улавливать загрязнители.
Сохраняя мох в контейнерах, таких как те, что построены CityTrees, можно тщательно контролировать условия, чтобы растение всегда процветало и, следовательно, работало с оптимальной фильтрацией воздуха.
В стандартном исполнении, каждый автономный CityTree содержит резервуар для воды, системы орошения и датчики для отслеживания роста растений и обеспечения их здоровья.
Технология работает от комбинации бортовых солнечных панелей и внутренних батарей.
Ценно, что каждое CityTree заменяет в качестве очистителя воздуха 275 обычных деревьев.
Растения также напрямую поглощают загрязнители воздуха. Исследования показали, что наиболее опасным для здоровья человека загрязнением воздуха являются PM2,5 или переносимые по воздуху мелкие твердые частицы.
Эти частицы опасны, потому что они могут попасть глубоко в легкие или даже попасть в кровоток.
Более высокие концентрации твердых частиц обнаруживаются в городских районах, особенно вдоль основных дорог.
Одно исследование, проведенное учеными Пекинского университета лесного хозяйства в 2017 году, показало, что «листва действует как биофильтр от загрязнения воздуха и улучшает качество воздуха из-за грубой текстуры листьев и большой площади контакта».
Но проблема с обычными деревьями и растениями для фильтрации воздуха и удаления углекислого газа и загрязнителей заключается в том, что они сами сильно зависят от окружающей среды.
Им трудно противостоять засухе или вандализму.
Что же делать?
Ученые из Кембриджского Университета разработали весьма полезный гаджет, который выдает реакцию «искусственного фотосинтеза» — процесса, используемого растениями для преобразования солнечного света в энергию.
Таким образом, устройство «искусственный фотосинтез» производит чистое топливо, имитируя способность растений преобразовывать солнечный свет, углекислый газ и воду в энергию без электричества.
Изобретенный гаджет, может генерировать вид хранимого топлива без каких-либо электрических входов, поглощая свет и воду и обрабатывая их так же, как растения обрабатывают солнечный свет.
Ценно, что произведенное гаджетом топливо, можно использовать как прямой источник энергии или для выработки водорода.
Базово устройство основано на передовой технологии «фотошаблонов» и преобразует солнечный свет, углекислый газ и воду в кислород и муравьиную кислоту — топливо, которое можно эффективно хранить.
По словам ученых из Кембриджа, этот тип топлива можно использовать либо непосредственно в специально разработанных генераторах, либо путем преобразования его в водород.
Беспроводное устройство можно масштабировать и использовать на энергетических «фермах», подобных солнечным, для производства чистого топлива, используя только солнечный свет и воду.
Эксперты утверждают, что использование солнечной энергии для преобразования углекислого газа в топливо является многообещающим способом сократить выбросы углерода и отказаться от ископаемого топлива.
Однако сложно производить это чистое топливо без нежелательных побочных продуктов, удаление которых является дорогостоящим и сложным.
«Было сложно добиться искусственного фотосинтеза с высокой степенью селективности, так что вы преобразовываете как можно больше солнечного света в желаемое топливо, а не останетесь с большим количеством отходов», — жалуется автор разработки доктор Цянь. Ван.
Его наставник, профессор Эрвин Райснер, указывает, что хранение газообразного топлива и отделение побочных продуктов могут быть сложным процессом.
«Мы хотим достичь того момента, когда мы сможем чисто производить жидкое топливо, которое также можно легко хранить и транспортировать».
В 2019 году исследователи из группы Рейснера разработали солнечный реактор, основанный на конструкции «искусственного листа», который также использует солнечный свет, углекислый газ и воду для производства топлива, известного как синтез-газ.
Новая технология выглядит и ведет себя очень похоже на искусственный лист, но работает иначе и производит муравьиную кислоту.
В то время как в искусственном листе использовались компоненты солнечных элементов, новое устройство не требует этих компонентов и полагается исключительно на фотокатализаторы, встроенные в лист, для производства так называемого листа фотокатализатора.
Искусственные листы состоят из полупроводниковых порошков, которые можно легко и экономично изготавливать в больших количествах.
Кроме того, новая технология д-ра Рейснера более надежна и позволяет производить чистое топливо, которое легче хранить, и демонстрирует потенциал для производства топливных продуктов в больших масштабах.
Размер тестового образца составляет около трех квадратных дюймов, но исследователи считают, что относительно несложно масштабировать его до нескольких квадратных футов.
Кроме того, муравьиная кислота может накапливаться в растворе и химически превращаться в различные виды топлива.
О чем говорилось выше.