Bij natuurlijke fotosynthese wordt water en zonlicht omgezet in zuurstof en chemische energie. De mogelijkheid om zonlicht om te zetten in chemische brandstof, zogenaamde zonnebrandstof, op een economische en wereldwijd schaalbare manier zou een zeer aantrekkelijke methode zijn om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen van de mens op aarde te verminderen.
Natuurlijke fotosynthese
Wetenschappers zijn dan ook al tientallen jaren op zoek naar manieren om de natuurlijke fotosynthese efficiënt en goedkoop na te bootsen. Zo probeert Jan van Maarseveen, hoogleraar Bio-inspired organic synthesis (Universiteit van Amsterdam), ringvormige moleculen te creëren met als doel elektronen los te maken.
Halfgeleidende polymeren
In Zwitserland wordt een ander pad gevolgd. In een studie van deze maand die gepubliceerd is in Nature Catalysis, beschrijven de Amerikaanse professor Kevin Sivula en zijn team een mengsel van halfgeleidende polymeren, ook wel organische elektronica genaamd, dat een zeer efficiënte door de zon aangedreven wateroxidatie laat zien. Sivula is hoofd van het Laboratory for Molecular Engineering of Optoelectronic Nanomaterials aan de École Polytechnique Fédérale de Lausanne.
Eerdere studies die gebruik maakten van anorganische materialen, zoals metaaloxiden of silicium voldeden niet aan de eisen die de industrie eraan stelt wat betreft kosten en prestatie. De polymere materialen die in de Zwitserse studie van Sivula worden gerapporteerd hebben moleculair afstembare eigenschappen en zijn oplosbaar bij lage temperaturen, waardoor fabricage op grote schaal tegen lage kosten mogelijk is.
Efficiënt en schaalbaar
Door het potentieel van deze benadering zou het door Sivula en collega’s ontwikkelde systeem aanzienlijk kunnen bijdragen tot de vooruitgang op het gebied van elektronica op basis van polymeren. De doorbraak kan het begin zijn van de productie van zonnewarmte door kunstmatige fotosynthese op een economisch efficiënte en schaalbare manier.
Lees hoe wetenschappers aan de Universiteit van Cambridge ook stappen in de richting van kunstmatige fotosynthese hebben gezet