การสังเคราะห์แสงเทียม

นักวิทยาศาสตร์แห่ง Jülich ประเทศเยอรมณี ได้วิจัยเกี่ยวกับวิวัฒนาการด้านการสังเคราะห์แสงเทียม พวกเขาได้ทำการสังเคราะห์สารอนินทรีย์ที่เป็นออกไซด์ของโลหะ ซึ่งสามารถไปออกซิไดส์น้ำไปเป็นก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจนได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ


กระบวนการสังเคราะห์แสงเทียมจะช่วยแก้ปัญหาเกี่ยวกับด้านพลังงานและภูมิอากาศได้ เนื่องจากจะมีการผลิตก๊าซไฮโดรเจนออกมาด้วย ซึ่งใช้เป็นแหล่งพลังงานทดแทนพลังงานแสงอาทิตย์ได้มีประสิทธิภาพ

ก๊าซไฮโดรเจนจะเป็นแหล่งให้พลังงานที่น่าเชื่อถือในอนาคตอันใกล้นี้ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยานยนต์ สามารถนำไปเป็นเชื้อเพลิงใน เซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell) ได้โดยอาจจะเริ่มนำมาใช้จริงในปี 2010 อย่างไรก็ตาม ต่อเมื่อนักวิจัยสามารถผลิตก๊าซไฮโดรเจนจากแหล่งพลังงานทดแทนได้จึงจะทำให้เรียกได้ว่า เซลล์เชื้อเพลิงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริง กระบวนการสังเคราะห์แสงเทียม เป็นการแตกตัวของน้ำให้เป็นก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจน โดยมีการใช้แสงช่วย จากกระบวนการนี้จะเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่ดีมากในการแก้ปัญหาด้านพลังงานด้วย

อุปสรรคที่สำคัญสำหรับการสังเคราะห์แสงเทียมนี้คือ การเกิดสารที่มีความรุนแรงในขั้นตอนออกซิเดชันของน้ำ แต่การสังเคราห์แสงตามธรรมชาติของพืชจะใช้คลอโรฟิลด์ช่วยเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่เกิดอันตรายใด ๆ การเลียนแบบธรรมชาติได้ขึ้นอยู่กับความเสถียรของตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งนักวิจัยจาก Research Centre Jülich, member of the Helmholtz Association และ Emory University in Atlanta, USA ได้ทำการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นสารอนินทรีย์กลุ่มออกไซด์ของโลหะ ที่แกนกลางมีไอออนบวก 4 ประจุของธาตุ ruthenium ซึ่งเป็นโลหะทรานซิชัน การที่ไม่มีสารอินทรีย์เป็นส่วนประกอบทำให้มันค่อนข้างเสถียรเมื่อนำไปเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของน้ำ และทำให้เกิดปฏิกิริยาได้เร็วและมีประสิทธิภาพมาก นักวิจัยได้เรียกตัวเร่งนี้ว่า tetraruthenium complex ซึ่งสามารถละลายน้ำได้ในภาวะอุณหภูมิห้อง

ขณะนี้ความท้าทายของการวิจัยอยู่ที่การนำตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดนี้เข้าไปรวมอยู่ในระบบการกระตุ้นต่อแสง เพื่อเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานเคมี จากการออกซิเดชัน



วารสารอ้างอิง : Yurii V. Geletii, Bogdan Botar, Paul Kögerler, Daniel A. Hillesheim, Djamaladdin G. Musaev, and Craig L. Hill; An All-Inorganic, Stable, and Highly Active Tetraruthenium Homogeneous Catalyst for Water Oxidation; Angewandte Chemie, DOI: 10.1002/ange.200705652.

Helmholtz Association of German Research Centres.





ที่มา : http://www.sciencedaily.com/releases/2008/03/080325104519.htm