Fenntartható energiaforrást fejlesztett ki egy amerikai kutatócsoport, amelyet elsőként az afrikai és indiai falvakban alkalmaznának elektromosság előállítására. Egy kártya nagyságú napelemről van szó, amely képes rá, hogy utánozza a zöld növények fotoszintézise során lezajló vízbontást.

"A fotoszintézis utánzására képes mesterséges levél, amellyel áram termelhető, az eddigi kutatások Szent Gráljának számított. Úgy tűnik, nekünk végre sikerült előállítanunk egy ilyen eszközt" - mondja Daniel Nocera, a fejlesztéseket végző kutatócsoport vezetője. Nocera az Amerikai Kémiai Társaság idei konferenciáján jelentette be vasárnap, hogy elkészültek a készülék prototípusával.

A mesterséges levél - amely egyébként nem hasonlít egy igazi levélre - valójában egy újfajta, speciális napelemet jelent. A napelem ebben az esetben egy kártya méretű, de a kártyalapoknál vékonyabb, szilíciumból álló lapot jelent. A szilíciumlapot nagyjából ötliternyi vízbe kell belehelyezni: az eszköz - megfelelő napsütés mellett - naponta körülbelül 30 kilowattóra elektromos energiát képes termelni, amivel biztosítható lenne egy fejlődő országbeli otthon napi áramellátása.

Forrás: MIT
A mesterséges levél már évek óta készül, a sikert azonban hátráltatta, hogy nem találtak olyan olcsó fémeket, amelyek a vízbontás katalizálásához szükségesek

Mindez annak köszönhető, hogy a víz - a fotoszintézis során végbemenő, vízbontást utánzó reakciónak köszönhetően - építőelemeire bomlik szét (az eszköz két vízmolekulát bont szét két hidrogénmolekulára és egy oxigénmolekulára). A napfény hatására képződő hidrogén- és oxigéngázt üzemanyagcellákban lehet elhelyezni (például a ház mellett vagy annak tetején), és ezekben termeltethető végül elektromosság. Maga az ötlet egyáltalán nem új, eddig azonban számos probléma merült fel: a vízbontásra képes eszközt korábban csak ritka és drága fémekből lehetett létrehozni, a készülék ráadásul rövid élettartamú volt. Az új napelem viszont olcsó és széles körben hozzáférhető építőelemekből készült, és negyvenöt óráig volt képes teljesítménycsökkenés nélkül működni.

Mindehhez a vízbontást felgyorsító, megfelelő kémiai katalizátorokra volt szükség: ezek hiánya volt az, ami miatt egészen mostanáig nem sikerült egy kellően olcsó eszközt létrehozni. A szilíciumlap nikkelt és kobaltot tartalmaz katalizátorként: a két fém segítségével tízszer gyorsabban zajlik a fotoszintetikus reakció, mint egy igazi, zöld levélben.

A vízbontáshoz szükséges kémiai reakció hátteréről a MIT honlapján olvasható részletes leírás.