Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Kvanta zelené budoucnosti: První krok k umělé fotosyntéze

Bez slunce by nebyl život. Ale co kdybychom se naučili jeho sílu napodobit? Vědci jsou na stopě zázraku, který by mohl změnit svět. A pomáhá jim při tom kvantová magie.

Každý zelený list je malá chemická továrna. V tichosti a s dokonalou přesností přeměňuje sluneční světlo, vodu a oxid uhličitý na kyslík a cukr.

Tím se spustí řetěz událostí, který živí téměř celý život na Zemi. Tento proces – fotosyntéza – je starý miliardy let. A přesto ho stále úplně nechápeme.

„Kdybychom pochopili, jak příroda dělá svá kouzla při pokojové teplotě, mohli bychom se stát pány kvanta – i života samotného,“ říká popularizátor vědy fyzik Michio Kaku. Fotosyntéza totiž není jen běžná chemická reakce.

Je to kvantový proces, ve kterém částice světla (fotony) předávají energii způsobem, jaký běžné počítače nedokážou spočítat.

Když se listy učí od přírody

Nyní se však výzkumníkům podařilo něco mimořádného: vytvořili syntetické listy, které se pokoušejí fotosyntézu napodobit.

Týmy z Japonska vyvinuly ultratenké materiály, které dokážou zachytit světlo a přeměnit ho na chemickou energii – podobně jako to dělají rostliny.

Například profesor Hiroshi Matsumoto z Tokijského institutu technologie uvedl, že jejich zařízení dokáže přeměnit sluneční energii na vodík s minimálními ztrátami. A vodík – lehký, čistý a výkonný – může sloužit jako palivo budoucnosti.

Ještě větší naději vkládají vědci do tzv. hydrogelových systémů. Ty napodobují prostředí uvnitř listu a zároveň zajišťují, aby chemické reakce probíhaly co nejefektivněji.

„Používáme speciální polymery, které absorbují světlo a vytvářejí ideální podmínky pro přeměnu energie,“ říká Kazuki Matsuda z Kjótské univerzity.

To, co začalo jako pokus napodobit zelený list, se tak mění v ekologickou strategii s obrovským potenciálem.
To, co začalo jako pokus napodobit zelený list, se tak mění v ekologickou strategii s obrovským potenciálem.

Kvanta místo uhlí

Tyto nové technologie by mohly přinést revoluci. Nejenže snižují závislost na fosilních palivech, ale slibují také levnější a šetrnější výrobu energie.

V budoucnu by se umělá fotosyntéza mohla stát klíčem k zelené transformaci – a také k boji s klimatickou krizí.

Umělá fotosyntéza není jen hra na přírodu. Může změnit průmysl, výrobu plastů i způsob, jak zacházíme s oxidem uhličitým. A hlavní roli v tom hraje nenápadná molekula: ethylen.

Chemie s vůní budoucnosti

Co kdybychom mohli brát skleníkový plyn, který dnes ohřívá planetu, a místo toho jej proměnit ve stavební kámen chemického průmyslu? Přesně to se teď vědcům daří.

Až alchymisticky to zní: z CO₂ se stává ethylen – molekula, která se používá při výrobě plastů, rozpouštědel nebo syntetických vláken.

Nový systém využívá katalyzátory, které napodobují přírodní procesy, ale jsou pečlivě vyladěny tak, aby měly co největší účinnost.

„Dokážeme přeměnit oxid uhličitý na cenné produkty při mnohem nižší energetické spotřebě,“ říká profesorka Emily Carterová z Kalifornské univerzity v Berkeley.

Věda ukazuje, že řešení často neleží jen v objevování nových světů – ale i v pochopení těch starých.
Věda ukazuje, že řešení často neleží jen v objevování nových světů – ale i v pochopení těch starých.

Stálost, která se počítá

Jednou z největších výzev při průmyslovém využití nových technologií je jejich výdrž. Dříve se katalyzátory rychle opotřebovaly, nebo ztrácely účinnost. Nový systém však vyniká odolností – pracuje stabilně i po stovkách hodin provozu.

To vše umožňují nanomateriály, které zajišťují stabilní tok elektronů a minimální energetické ztráty. Jinými slovy – chemie budoucnosti se řídí kvantovými pravidly, ale je připravená na každodenní použití.

Související články
Roste pomalu, ale vydrží déle. Tento vzorec se opakuje u bylin, keřů i lián od Arktidy po polopouště. Mezinárodní tým vědců vedený Botanickým ústavem Akademie věd ČR analyzoval více než 3 100 druhů rostlin z pěti kontinentů a ukázal, že pomalý růst je napříč různými skupinami rostlin spojen s delším životem. Výsledky publikované v časopise […]
Líbivé rčení, že „oči jsou okna do duše“, už jste určitě slyšeli. Kupodivu ale nejde jen o prázdnou frázi. Z jejich stavu lze rozpoznat nejen celkovou fyzickou kondici, ale i stovky vnitřních onemocnění.   Žlutavé, lehce vystouplé skvrny v očním okolí nejsou nic, co by nedokázala zkrotit trocha šikovnosti a make-upu. Na pohled kosmetický problém […]
Agrovoltaika vznikla před čtyřiceti lety v Německu, v současnosti ji však nejvíce rozvíjí Izrael. A zatímco v zemích s mírným klimatem se řeší, aby panely nestínily plodinám příliš, v Izraeli zase, aby stínily dostatečně a ochránily úrodu před spálením.   V Údolí pramenů letos získali rekordní úrodu 30 tun hroznů vypěstovaných právě tímto způsobem. Oblast […]
Někdo z dnešních středoškolaček a středoškoláků může jednou objevit druhou Zemi. Jiný možná postaví přístroj, který takový objev umožní. Iniciativa Generace vesmír chce mladým lidem ukázat, že cesta ke světové vědě nemusí začínat ve velké zahraniční laboratoři. Klidně může začít v české třídě.   Představte si, že jednou objevíte planetu podobnou Zemi. Nebo navrhnete kosmický […]
reklama
Historie
Žila na Starém Městě mořská panna?
Během staletí si Praha vyslouží řadu přívlastků. Někdy je označována za zlatou, jindy za stověžatou. Málokdo ale ví, jaká tajemství skrývá ve svých ulicích…   Celou řadu kuriozit ukrývá hlavně Staré Město. Kromě proslulé nejužší uličky tu totiž stojí i vůbec nejmenší pražský dům. Nachází se v Anežské ulici, nedaleko kláštera Na Františku a na […]
Katary bůh k dobrému konci nedovedl?
Pierrovi je přes 40 let. Žije v Toulouse, kde mu patří malý krámek, a už léta poslouchá učení, které hlásají kataři, jichž se v tomto kraji nalézá velké množství. Rozhodne se přijmout jejich učení za své a stát se „dokonalým“.   Pierre uvěří, že dobrý Bůh stvořil duchovní svět, zatímco ten zlý (Satan) vybudoval hmotný […]
Posunuli Máchovi datum úmrtí?
Když v neděli 23. října 1836 na vrchu Radobýlu upravuje svoji novou báseň, všimne si Mácha, že dole v Litoměřicích vypukl požár. Na nic nečeká a běží pomáhat s hašením. Občas se osvěží vodou, kterou u toho používá. Jenže ta je možným zdrojem nákazy, která nakonec způsobí jeho smrt…   Herec, dramatik, cestovatel, kreslíř a […]
Milánský dóm se stavěl téměř 600 let
Chopil se vlády v Miláně. Ve snaze zvýraznit svou moc a bohatství i význam celého města se vévoda Gian Galeazzo Visconti rozhodne zrealizovat ambiciózní architektonický projekt. Jde o jednu z největších gotických katedrál na světě, která je v mnoha směrech výjimečná!   Katedrála Narození Panny Marie (Duomo di Milano – Milánský dóm) se na náměstí […]
Zajímavosti
Tyrkysová: Barva, která nás ochrání před smrtí?
Není to ani modrá, ani zelená. Přesto je však plnohodnotnou barvou se svým vlastním původem! Proč je tyrkysová tak oblíbená? A kdo jí dal jméno?   Už tisíce let lidé milují vzácný kámen, který má díky obsahu mědi velmi nevšední barvu. Nejstarší stopy směřují do Egypta, kde zdobí předměty nalezené v hrobkách – tím nejslavnějším […]
Habsburg: Kolébka mocného rodu
První Habsburk usedá na český trůn v roce 1306. Dlouho tady nevydrží. Podruhé se rod dotkne české královské koruny v roce 1526 a vydrží vládnout až do vzniku republiky. Kde se vůbec vzali?   O Radbotovi z Klettgau (?985–1045) toho historie neví mnoho. Je prý vnukem zakladatele rodu Habsburků, Guntrama Bohatého (?930–973), ale prameny jsou tak skoupé, že […]
Postavte si iglú!
Jakmile napadne sníh, děti okamžitě letí ven, aby pod jejich rukama vznikl sněhulák. Když je materiálu dostatek, pustí se někteří do iglú, inuitského obydlí.   Všichni ho dávají do souvislosti s Inuity, tedy národem, jež přežívá na severu Ameriky a Grónska. Jenže tito obyvatelé studených oblastí užívají slůvko iglú pro veškerá obydlí. Vedle těch sněhových se […]
Iguanodon: První objevený dinosaurus
Dělníci v lomu v Sussexu mají v rukou krumpáče a rozbíjejí obří šutry na menší a ty pak na štěrk. Pak si jeden z nich všimne kamene se zvláštním obtiskem. Schová ho – občas do lomu chodí blázen, který tyto zvláštnosti kupuje. Třeba zaplatí i tentokrát…   Je příjemné slunečné odpoledne a anglický lékař Gideon Mantell (1790–1852) […]
Záhady a napětí
Dokonalé rysy Dámy z Elche: Vytesali bustu do kamene v bájné Atlantidě?
Z pohledu na dokonalé linie se tají dech. Obří kruhy přitisknuté k hlavě tajemné dámy působí, jako by spojovaly minulost s dalekou budoucností a technologiemi, o kterých si mohla starověká civilizace nechat jen zdát. Kdo je tajemná Dáma z Elche? Vzniklo dokonalé dílo pod šikovnýma rukama sochaře ze ztracené Atlantidy, nebo ji mají na svědomí […]
Stínoví lidé: Temné bytosti z jiných dimenzí, nebo jen hra mysli?
Svědci z celého světa popisují nezávisle na sobě tytéž detaily: černou siluetu bez rysů, klobouk se širokou krempou a mrazivý pocit, že si je někdo prohlíží. Někdy stojí u nohou postele, jindy se mihnou koutkem oka a zmizí. Jsou to návštěvníci odjinud, nebo jen mimořádně přesvědčivý výtvor našeho mozku?   Noc v americkém obytném přívěsu. […]
Sovětský vrt do pekla: Z hloubky dvanácti kilometrů se ozývalo sténání mrtvých
Chtěli zjistit, co se ukrývá hluboko pod zemskou kůrou. Místo toho objevili dutinu, z níž se ozývalo sténání mrtvých, jejichž duše byly lapeny v samotném pekle. Přesně to se mělo stát při velikášském projektu Sovětského svazu v druhé polovině 20. století.   Stroje pracují na plné obrátky. První kilometry země obrovský vrták špikuje jako nic. […]
Most Overtoun: Proč tu psi skáčou do prázdna?
Na první pohled je to jen krásný kamenný most u skotského sídla Overtoun House. Jenže majitelům psů se během jeho přecházení již desítky let svírá žaludek. Některá zvířata se podle svědků náhle rozběhnou k okraji a skočí dolů do rokle, jako by je tam něco přivolalo. Jde jen o nešťastně řešené místo, nebo tu psi […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz