Konstgjorda blad som imiterar naturens fotosyntes har uppfunnits flera gånger.
De stöter på samma problem: De kan omvandla koldioxid från gastuber i ett laboratorium, men inte isolera koldioxid från vanlig atmosfärsluft.
Det problemet har nu lösts av amerikanska forskare som utvecklat ett membran som kapslar in det konstgjorda bladet så att det badas i vatten under fotosyntesen.
Membranet är genomskinligt, halvgenomträngligt och består av ett jonbytarharts baserat på en kvaternär ammoniumförening. Solljuset kan värma upp vattnet så att det förångas.
Resultatet är att koldioxid dras in genom små öppningar på ovansidan av membranet. De motsvarar de klyvöppningar som naturliga blad har. Sedan sker fotosyntesen som i andra konstgjorda blad.
Tar upp tio gånger så mycket koldioxid ur luften
Ett ljusabsorberande material fångar upp energi från solljuset som tillsammans med en rad hjälpämnen startar fotosyntesen. Bladet omvandlar koldioxid till syre och kolmonoxid. Syret kan samlas upp eller släppas ut, medan kolmonoxid kan användas i syntetiska bränslen.
Vattentätt membran ger konstgjort blad naturliga egenskaper
Forskare har uppfunnit ett membran som bäddar in konstgjorda blad i vatten. Det gör att bladen kan dra ut koldioxid ur luften och alltså förse sig själva med råvaran för fotosyntesen.
Vatten förångas
När solen värmer upp vattnet bakom membranet, kan det förångas ut genom bladets undersida. Medan vattenångan lämnar bladet, dras koldioxid (CO2) in via små klyvöppningar på ovansidan.
Fotosyntesen sparkas i gång
Med rikliga mängder koldioxid kan bladet bedriva fotosyntes, där växthusgasen omvandlas till syre (O2) och kolmonoxid (CO).
Bränsle släpps ut
Medan naturliga blad skapar socker är slutprodukten i det konstgjorda bladet kolmonoxid, som kan användas i syntetiska bränslen.
Det konstgjorda bladet kan ta upp tio gånger så mycket koldioxid ur luften som ett vanligt blad med samma yta.
I praktiken kommer bladet att likna en solpanel, och om det är 1,7 meter långt och 0,2 meter brett kan det producera 1,4 kilo kolmonoxid om dagen.
En park med 360 paneler kommer att kunna dra ut 792 kilo koldioxid från luften per dag.
