Kínai kutatók fejlesztettek ki azt az újfajta mesterséges levelet, ami a valódi levelekhez hasonló módon képes követni a Nap mozgását. Az eszköz elektromos áramot is termel, emellett potenciálisan hidrogénre és oxigénre bontja a vizet, így elvileg hatással lehet az üzemanyag-előállításra is – írja a gyartastrend.hu.

Az új mesterséges levél rugalmas, napenergiával működő elektródákat kombinál egy védő gélbevonattal. Emellett tartalmaz egy innovatív, hőmérséklet-érzékeny polimerbe ágyazott szén nanocsövekből álló tartószerkezetet is.

Ha a mesterséges levél napfénynek van kitéve, akkor ezek a nanocsövek felmelegednek, a polimer összehúzódik. A közvetlen napfénynek nem kitett területek azonban kitágult formában maradnak, ami azt eredményezi, hogy a levél a fényforrás felé „hajlik”.

A folyamat nagy előnye, hogy a levelet motorok vagy más eszközök nélkül forgatja a fényforrás felé. A mechanizmus a kutatók szerint hasonló ahhoz, ahogy a növények – különösen a vízi növények – követik a napot.

Megállapították, hogy a fény 45 fokos beesési szögénél az eszköz 47 százalékkal nagyobb vízbontási hatékonyságot biztosít. Ha a fény 90 fokos szögben éri a levelet, a követőrendszer 866 százalékkal több hidrogén- és oxigénüzemanyagot termel – olvasható a cikkben.


A levelet egy olyan új gyártási technikával fejlesztették ki, amely üveg helyett könnyű műanyagra helyezi a fotoaktív anyagokat. A hidrogél bevonatok segítségével a növényi sejtek citoplazmájának mesterséges másolatát is létrehozták. A bevonat átereszti a vizet, a „hulladék” gázok pedig távozni fognak a rendszerből. Működés közben a levél fotoanódja (a vizet hasító eszköz) 65 óra folyamatos működés után is megtartotta aktivitásának 73 százalékát.

A természet által inspirált, mesterséges levél kivételesen jól működik a víz alatt is, egy olyan környezetben, ahol a hagyományos napelemek és más mesterséges levelek felmondják a szolgálatot – olvasható a cikkben.

Mindez nagyon ígéretesen hangzik, azonban egy súlyos problémát még nem tudtak leküzdeni a tudósok: a technológiát egyelőre nem tudják stabilan méretezni, vagyis a gyártása nem jövedelmező. A nanocsövek szerkezeti elemei több nyomonkövetési ciklus során bizonyítottan rontják a teljesítményt.

Bár a koncepció működik, a nagy léptékű telepítéshez le kell küzdeni a magas mérnöki költségeket és az infrastruktúra korlátait.

A kutatók szerint, ha a technológiát fel lehetne méretezni és robusztusabbá lehetne tenni, akkor az olyan új napenergia- és napenergia-üzemanyag-előállító rendszerek korszakát hozná el, amelyek mechanikus követőrendszerek nélkül, önállóan is működhetnek. Az iparágak számára mindez lehetővé tenné, hogy hatékonyabban és olcsóbban állítsanak elő energiát és bioüzemanyagokat.

Forrás: Interesting Engineering

Indexkép: pixabay.com