فتوسنتز مصنوعی یک فرایند شیمیایی بیومیمتیک است که از فرایند طبیعی فتوسنتز برای تبدیل نور خورشید، آب و دی اکسید کربن به کربوهیدرات ها و اکسیژن به صورت طبیعی استفاده می کند. اصطلاح فتوسنتز مصنوعی معمولاً برای اشاره به هر طرحی برای جذب و ذخیره انرژی از نور خورشید در پیوندهای شیمیایی یک سوخت ( سوخت خورشیدی ) استفاده می شود.
شکافت آب فوتوکاتالیستی ( Photocatalytic water splitting ) آب را به هیدروژن و اکسیژن تبدیل می کند و موضوع اصلی تحقیق در مورد فتوسنتز مصنوعی است.
کاهش دی اکسید کربن ناشی از نور فرایند دیگری است که مورد بررسی قرار می گیرد و تثبیت کربن طبیعی است.
تحقیق در مورد این موضوع شامل طراحی و مونتاژ دستگاه هایی برای تولید مستقیم سوخت های خورشیدی، فوتوالکترو شیمی ( photoelectrochemistry ) و کاربرد آن در سلول های سوخت و مهندسی آنزیم ها و میکروارگانیسم های فتوآتروفیکیک برای سوخت های زیستی میکروبی و تولید بیو هیدروژن از نور خورشید است.
واکنش فتوسنتزی را می توان به دو نیم واکنش اکسایش - کاهش تقسیم کرد که هر دو برای تولید سوخت ضروری هستند. در فتوسنتز گیاهان، مولکول های آب به صورت فوتواکسید می شوند تا اکسیژن و پروتون ها آزاد شوند. مرحله دوم فتوسنتز گیاه ( که به آن چرخه کالوین بنسون نیز معروف است ) یک واکنش مستقل از نور است که دی اکسید کربن را به گلوکز ( سوخت ) تبدیل می کند. محققان فتوسنتز مصنوعی در حال تولید فوتوکاتالیستی هستند که قادر به انجام هر دو واکنش باشد. علاوه بر این، پروتونهای حاصل از تقسیم آب می توانند برای تولید هیدروژن استفاده شوند. این کاتالیزورها باید بتوانند به سرعت واکنش نشان دهند و درصد زیادی از فوتونهای خورشیدی رویداد را جذب فوتون کنند. [ ۱]
فتوسنتز مصنوعی برای اولین بار توسط شیمیدان ایتالیایی گیاکومو لوئیجی چامیجیان در سال ۱۹۱۲پیش بینی شده بود. [ ۲] در یک سخنرانی که بعد از آن در ساینس منتشر شد[ ۳] او پیشنهاد جایگزینی بهره مندی از سوخت های فسیلی به انرژی تابشی تولید شده خورشید و گرفته شده توسط دستگاه های فتوشیمی را داده بود. در این تغییر وی امکان کاهش اختلاف بین ثروتمند شمال اروپا و جنوب فقیر را مشاهده کرد و گمان کرد که این تغییر از زغال سنگ به انرژی خورشیدی برای پیشرفت و خوشبختی انسان مضر نیست. [ ۴]
در اواخر دهه ۱۹۶۰ ، آکیرا فوجیشیما ویژگیهای فوتوکاتالیستی تیتانیوم دی اکسید، به اصطلاح اثر هوندا - فوجیشیما را کشف کرد که می تواند برای هیدرولیز مورد استفاده قرار گیرد. [ ۵]
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفشکافت آب فوتوکاتالیستی ( Photocatalytic water splitting ) آب را به هیدروژن و اکسیژن تبدیل می کند و موضوع اصلی تحقیق در مورد فتوسنتز مصنوعی است.
کاهش دی اکسید کربن ناشی از نور فرایند دیگری است که مورد بررسی قرار می گیرد و تثبیت کربن طبیعی است.
تحقیق در مورد این موضوع شامل طراحی و مونتاژ دستگاه هایی برای تولید مستقیم سوخت های خورشیدی، فوتوالکترو شیمی ( photoelectrochemistry ) و کاربرد آن در سلول های سوخت و مهندسی آنزیم ها و میکروارگانیسم های فتوآتروفیکیک برای سوخت های زیستی میکروبی و تولید بیو هیدروژن از نور خورشید است.
واکنش فتوسنتزی را می توان به دو نیم واکنش اکسایش - کاهش تقسیم کرد که هر دو برای تولید سوخت ضروری هستند. در فتوسنتز گیاهان، مولکول های آب به صورت فوتواکسید می شوند تا اکسیژن و پروتون ها آزاد شوند. مرحله دوم فتوسنتز گیاه ( که به آن چرخه کالوین بنسون نیز معروف است ) یک واکنش مستقل از نور است که دی اکسید کربن را به گلوکز ( سوخت ) تبدیل می کند. محققان فتوسنتز مصنوعی در حال تولید فوتوکاتالیستی هستند که قادر به انجام هر دو واکنش باشد. علاوه بر این، پروتونهای حاصل از تقسیم آب می توانند برای تولید هیدروژن استفاده شوند. این کاتالیزورها باید بتوانند به سرعت واکنش نشان دهند و درصد زیادی از فوتونهای خورشیدی رویداد را جذب فوتون کنند. [ ۱]
فتوسنتز مصنوعی برای اولین بار توسط شیمیدان ایتالیایی گیاکومو لوئیجی چامیجیان در سال ۱۹۱۲پیش بینی شده بود. [ ۲] در یک سخنرانی که بعد از آن در ساینس منتشر شد[ ۳] او پیشنهاد جایگزینی بهره مندی از سوخت های فسیلی به انرژی تابشی تولید شده خورشید و گرفته شده توسط دستگاه های فتوشیمی را داده بود. در این تغییر وی امکان کاهش اختلاف بین ثروتمند شمال اروپا و جنوب فقیر را مشاهده کرد و گمان کرد که این تغییر از زغال سنگ به انرژی خورشیدی برای پیشرفت و خوشبختی انسان مضر نیست. [ ۴]
در اواخر دهه ۱۹۶۰ ، آکیرا فوجیشیما ویژگیهای فوتوکاتالیستی تیتانیوم دی اکسید، به اصطلاح اثر هوندا - فوجیشیما را کشف کرد که می تواند برای هیدرولیز مورد استفاده قرار گیرد. [ ۵]
wiki: فتوسنتز مصنوعی