Вода, сонце і повітря – ось і вся сировина, необхідне для домашнього генератора, який виробляє не тільки електроенергію, але і паливо для автомобіля.
На думку хіміка Ервіна Рейснера (Erwin Reisner), через кілька десятиліть будинки будуть мати власні міні-електростанції, які забезпечать вироблення електрики і палива. Невеликі генератори будуть засновані на процесі, який в даний час розробляє Рейснер. Даний процес використовує сонячну енергію і вуглекислий газ в якості сировини. Потенційно він може застосовуватися і на великомасштабному промисловому виробництві.
Сьогодні майже 80% енергії у світі споживається у вигляді палива, тому оптимальним рішенням було б створення альтернативних джерел енергії, здатних замінити викопне пальне. На жаль, в природних умовах нафта утворюється протягом тисяч років і відновлення витрачених ресурсів в осяжному майбутньому не передбачається.
Технологія Рейснера використовує сонячну енергію, щоб розщепити воду і вуглекислий газ (CO2). У результаті реакції утворюється водень або синтез-газ, який сам по собі може використовуватися як паливо, наприклад в опалювальних котлах. Також, його можна перетворити на рідкі вуглеводні, тобто паливо для автомобіля або сировина для хімічної промисловості. Водень і зовсім універсальне паливо, яке може використовуватися в тому числі і для виробництва електроенергії за допомогою паливних елементів.
Дослідницька група Рейснера взяла за основу своєї технології природні процеси. Так, багато мікроорганізмів використовують ферменти гідрогенази в якості своєрідних біологічних каталізаторів, здатних виробляти водень із води. Вчені створили аналогічну синтетичну молекулу, яка стабільна і може імітувати активність гідрогеназой. Крім того, новий каталізатор для генерації водню не вимагає дорогої платини, а використовує більш дешеві і поширені метали: залізо, нікель і кобальт.
Перший успіх у розробці нової технології був досягнутий в минулому році, коли вчені успішно продемонстрували можливість виробництва водню. Експеримент був наочним: у пробірці змішали синтетичний каталізатор з барвником, який поглинає світло і воду. В результаті прямо на відкритому повітрі почалася реакція з виділенням водню.
Нещодавно вчені домоглися нового успіху. У природі гідрогенази приймають електрони з навколишнього середовища, і без електронів гідрогеназій або синтетична альтернатива ферменту не можуть працювати. Цю проблему вдалося вирішити, до речі знову за допомогою запозичення ідеї у природи.
Вчені використовували рослинний білок PSII, який захоплює фотони сонячного світла і використовує їх, щоб збудити електрони і виробити кисень з води. Таким чином, вдалося створити комплекс з синтетичного каталізатора і білка, які разом ніколи не зустрічаються в природі, але в процесі Рейснера вони працюють спільно. Це своєрідний штучний метаболічний процес, який використовує сонячне світло для виробництва водневого палива.
Оскільки синтетичні каталізатори набагато менші, ніж їх біологічні аналоги, їх можна сконцентрувати на твердій поверхні. Простіше кажучи, є можливість створити компактні генератори палива, здатні виробляти паливо та енергію. Більш того, дана технологія потенційно може виробляти гігатонн палива.
На жаль, довгоочікуваний прорив у енергетиці відбудеться не завтра. Самі розробники відводять на впровадження нової технології не менше 20 років, адже це справді масштабні зміни в сучасній структурі паливно -енергетичного комплексу. Радує тільки те, що не буде потрібно міняти транспортну інфраструктуру, наприклад відмовлятися від двигуна внутрішнього згоряння або перебудовувати автозаправки. З іншого боку, комунальну сферу чекають зміни: кожен будинок або квартира зможуть забезпечувати себе теплом і енергією самостійно.