Utilizzo della luce solare per la produzione sostenibile ed economica di, Per esempio, medicinali. La "mini-fabbrica" ​​a forma di foglia che gli ingegneri chimici della Eindhoven University of Technology hanno presentato nel 2016 ha dimostrato che è possibile. Ora i ricercatori sono arrivati ​​con una versione migliorata:la loro "mini-fabbrica" ​​è ora in grado di mantenere la produzione allo stesso livello, indipendentemente dalla variazione della luce solare dovuta alla nuvolosità o all'ora del giorno. Di conseguenza, questo aumenta la resa media di circa il 20%. Ciò è dovuto a un intelligente sistema di feedback che costa meno di 50 euro che rallenta o accelera automaticamente la produzione. Ciò ha rimosso una significativa barriera pratica per i reattori verdi che funzionano esclusivamente con la luce solare.

Con i loro ricercatori della "foglia artificiale", sotto la guida dell'ingegnere chimico di Eindhoven Timothy Noël, ha raccolto molta ammirazione circa un anno e mezzo fa. Per prima cosa sono riusciti a rendere possibili reazioni chimiche con la luce solare, cosa che in precedenza sembrava quasi impossibile. I chimici avevano sognato questa possibilità per secoli, ma il problema era che la quantità di luce solare non era sufficiente.

La loro svolta può essere in parte attribuita all'uso di materiali relativamente nuovi (i cosiddetti concentratori solari luminescenti) che sigillano in una parte specifica della luce solare all'interno, in modo simile alle piante che lo fanno utilizzando speciali molecole antenna nelle foglie. La seconda scoperta è stata quella di applicare canali molto sottili in questi materiali, attraverso il quale i liquidi vengono pompati esponendo così i liquidi alla luce solare sufficiente per consentire le reazioni chimiche. I prodotti finali poi fuoriescono alle estremità dei canali.

Problema:non sempre la stessa quantità di sole

Uno dei maggiori problemi pratici per applicare questo su larga scala è che non c'è sempre la stessa intensità di luce solare. Perché, Per esempio, il cielo è nuvoloso o la luce del sole varia di intensità e composizione durante il giorno. "Se c'è troppa luce, si ottengono sottoprodotti indesiderati e se c'è troppa poca luce, le reazioni non avvengono o avvengono troppo lentamente, " Spiega Noël. "Idealmente, il sistema dovrebbe adattarsi automaticamente alla quantità di luce solare in arrivo."

Il sistema di feedback sviluppato fa esattamente questo. Consiste di soli tre elementi relativamente semplici. Un sensore di luce misura la quantità di luce che raggiunge i canali. Un microcontrollore traduce questo segnale in una velocità della pompa. E la pompa spinge i fluidi attraverso i canali a quella velocità. Tutto questo costa meno di 50 euro. Gli esperimenti per determinare la velocità della pompa richiesta per una specifica intensità della luce hanno permesso ai ricercatori di ottimizzare il ciclo di feedback.

Prova sul tetto

Oltre ai test di laboratorio sotto luce artificiale, hanno anche testato il loro sistema all'aperto alla luce del sole naturale, sul tetto di uno degli edifici del campus TU/e. Con un'impostazione di resa del 90%, il sistema ha mantenuto la produzione stabile per un'ora tra l'86% e il 93%. Lo stesso sistema senza loop di feedback variava in modo significativo tra il 55% e il 97%. La resa media è stata aumentata di circa il 20% grazie al ciclo di feedback.

Secondo Noel, questo avvicina notevolmente un reattore economico e sostenibile alla capacità di produrre prodotti chimici su larga scala, dove vuoi, con solo la luce solare come fonte di energia. "È inevitabile che i prezzi dell'energia aumentino. E con una fonte di energia gratuita e disponibile come il sole, questo tipo di soluzioni tecnologiche possono fare la differenza."