Tidak dinafikan bahawa perubahan iklim adalah masalah yang sangat serius (dan semakin teruk). Menurut laporan baru-baru ini oleh Panel Antar Kerajaan mengenai Perubahan Iklim (IPCC), bahkan jika semua negara industri di dunia menjadi netral karbon dalam semalam, masalahnya akan terus bertambah buruk. Pendek kata, tidak cukup untuk berhenti mengepam megaton CO2 ke atmosfera; kita juga mesti mula membuang apa yang telah kita letakkan di sana.
Di sinilah teknik yang dikenali sebagai penangkapan karbon (atau penyingkiran karbon) dimainkan. Mengambil petunjuk dari alam semula jadi, pasukan penyelidik antarabangsa dari University of Waterloo, Ontario, telah mencipta "daun tiruan" yang meniru kemampuan menyental karbon dari perkara yang sebenarnya. Tetapi daripada mengubah CO atmosfera2 menjadi sumber bahan bakar untuk dirinya sendiri, daun mengubahnya menjadi bahan bakar alternatif yang berguna.
Penyelidikan pasukan dijelaskan dalam makalah yang muncul baru-baru ini di jurnal Tenaga Alam. Pasukan ini diketuai oleh Yimin A. Wu, seorang penyelidik dengan Pusat Bahan Nanoscale di Argonne National Laboratory (ANL) di Illinois dan seorang profesor kejuruteraan dari Waterloo Institute for Nanotechnology (WIN). Dia disertai oleh penyelidik dari kedua institusi, serta California State University (Northridge), dan City University of Hong Kong.
Secara semula jadi, tumbuhan hijau menukar CO atmosfera2 dan air menjadi glukosa dan oksigen melalui proses fotosintesis. Ini dimungkinkan berkat pigmen klorofil, yang menyerap cahaya dari Matahari dalam beberapa panjang gelombang (ungu-biru dan oren-merah) untuk memberi daya tindak balas kimia. Glukosa kemudian digunakan oleh tanaman sebagai sumber bahan bakar, sementara gas oksigen dilepaskan.
Seperti yang dijelaskan Wu, dia dan pasukannya menggunakan idea yang sama untuk merancang daun tiruan mereka, yang bergantung pada proses yang sangat serupa tetapi menghasilkan produk akhir yang berbeza. "Kami menyebutnya daun buatan kerana meniru daun nyata dan proses fotosintesis," katanya. "Daun menghasilkan glukosa dan oksigen. Kami menghasilkan metanol dan oksigen. "
Kunci proses (yang telah diusahakan oleh Wu dan rakan-rakannya sejak 2015) adalah oksida gelas, serbuk merah murah yang direkayasa secara kimia untuk mempunyai sebanyak mungkin partikel lapan sisi. Serbuk ini dihasilkan oleh reaksi kimia apabila glukosa, tembaga asetat, natrium hidroksida, dan natrium dodecyl sulfate ditambahkan ke dalam air yang telah dipanaskan ke suhu yang ditentukan.
Serbuk ini kemudian ditambahkan ke dalam air di mana ia berfungsi sebagai pemangkin kerana karbon dioksida dipam masuk dan simulator solar memancarkan sinar putih ke dalam larutan. Tindak balas kimia yang dihasilkan menghasilkan gas oksigen (melalui fotosintesis) sementara CO2, larutan air, dan serbuk diubah menjadi metanol. Oleh kerana metanol mempunyai takat didih yang lebih rendah daripada air, larutan dipanaskan dan metanol dikumpulkan semasa menguap.
Proses ini mencerminkan penyelidikan serupa yang sedang dilakukan di University of Cambridge di UK, di mana para penyelidik telah mengembangkan alat yang menggunakan fotosintesis yang dihasilkan oleh cahaya matahari dan penyerap cahaya kobalt untuk mengubah air dan CO2 gas menjadi syngas. Bahan ini dibuat dari campuran hidrogen dan karbon monoksida dan digunakan dalam pembuatan bahan bakar alternatif, farmasi, plastik, dan baja.
Ini juga mirip dengan konsep "pohon buatan" yang dikembangkan oleh Klaus Lackner, pengarah Pusat Tenaga Lestari Lenfest di Universiti Columbia. Beberapa tahun yang lalu, Lackner mencadangkan kaedah di mana "pokok" dengan daun plastik yang dilapisi resin dapat mengeluarkan sebanyak 100 kali CO2 dari udara seperti pokok semula jadi. Setelah daun merendam karbon dioksida sebanyak mungkin, mereka ditempatkan di dalam air untuk menghasilkan biofuel.
Proses seperti ini sangat menarik kerana dua sebab. Pertama sekali, penyingkiran karbon dioksida (penyumbang utama pemanasan global) dari atmosfera akan membantu memperlambat perubahan iklim. Kedua, bahan bakar alternatif yang dihasilkan akan memungkinkan orang untuk terus bergantung pada kereta bukan elektrik, sehingga memberi kita lebih banyak masa untuk melakukan peralihan ke tempat tinggal karbon-neutral. Atau seperti yang diberitahu oleh Wu kepada Space Magazine melalui e-mel:
“Teknologi ini diharapkan dapat mengurangi CO2 pelepasan dari syarikat minyak, syarikat automobil dan syarikat keluli. Ini juga dapat menyediakan bahan bakar yang bersih dan lestari, metanol, untuk kenderaan dan kapal terbang. Metanol juga merupakan bahan baku dalam industri kimia untuk membuat plastik dan serat. Ini memberikan penyelesaian untuk mengurangkan pelepasan CO2 dan menghasilkan bahan bakar lestari untuk ekonomi hijau. "
Di masa depan, langkah tambahan akan diambil untuk meningkatkan hasil metanol dan mengkomersialkan proses yang dipatenkan sehingga dapat digunakan untuk keperluan industri. "Saya sangat gembira dengan potensi penemuan ini untuk mengubah permainan," tambah Wu. "Perubahan iklim adalah masalah mendesak dan kami dapat membantu mengurangkan CO2 pelepasan sambil mewujudkan bahan bakar alternatif. "
