سلول سوخت زیستی با مصرف کربن دی اکسید و تولید فرمیک اسید

پژوهشگران دانشگاه اُساکا ژاپن توانستند سامانهی سلول سوختزیستی را طراحی کنند که برای تولید برق هم عملکرد سلولخورشیدی را دارد و هم کربندیاکسید را جذب میکند. علاوهبراین، فرمیکاسید نیز به عنوان محصولجانبی تولید میشود.
تولید انرژیزیستی و تجدیدپذیر یکی از دغدغههای بشر در قرن حاضر محسوب میشود. با مصرف منابع محدود سوختهایفسیلی و تولید کربندیاکسید، موضوع گرمایش زمین و تأمین پایدار انرژی به یک چالش جدی تبدیل شده است. به همین دلیل پژوهشگران و شرکتها تمرکز خود را روی تولید انرژی پاک و پایدار قرار دادهاند.
در همین راستا، پژوهشگران دانشگاه اُساکای ژاپن سامانهی سلول سوختزیستی را طراحی کردند که هم برای تولید انرژی عملکرد مشابه سلولخورشیدی دارد و هم کربندیاکسید را جذب میکند. علاوهبراین، در این سامانه، کربندیاکسید جذب شده به فرمیکاسید تبدیل میشود. فرمیکاسید مادهی سنتزی ارزشمندی برای تولید مواد شیمیایی سنتزی است و به عنوان حلال مناسب برای ترکیبات شیمیایی آلی- معدنی کاربرد دارد.
این سامانه از یک محفظه پر از بافر تشکیل میشود که محلول درون آن با کربندیاکسید اشباع شده است. در محفظه دو الکترود وجود دارد؛ یکی از الکترودها از جنس تیتانیوماکسید بوده که روی آن یک لایه غشاء مشابه سامانهی فوتوسنتزی جلبک اسپیرولینا تثبیت شده است. این الکترود نقش آند نوری دارد. روی الکترود دوم نیز آنزیم فرمات- دهیدروژناز تثبیت شده و به عنوان کاتد عمل میکند.
وقتی نور مرئی به غشاء فوتوسنتزی تابیده میشود، جریان ۵۵ میکروآمپری از مدار عبور میکند. همزمان در الکترود دیگر، کربندیاکسید کاهش یافته و فرمیکاسید تولید میشود. دادههای بدست آمده از این پژوهش، تولید اکسیژن و به تبع آن کاهش یونهای هیدروژن کربنات مشتقشده از کربندیاکسید را تأیید میکند. این فناوری روش جدیدی برای تولید انرژیزیستی معرفی کرده که در آن، ضمن مصرف کربندیاکسید، محصولجانبی با ارزشی مثل فرمیکاسید تولید میشود.