Usando a luz solar para a produção sustentável e barata de, por exemplo, remédios. A 'mini-fábrica' em forma de folha que os engenheiros químicos da Universidade de Tecnologia de Eindhoven apresentaram em 2016 que é possível. Agora os pesquisadores chegaram com uma versão melhorada:sua 'mini-fábrica' agora é capaz de manter a produção no mesmo nível, independentemente da variação da luz solar devido à nebulosidade ou hora do dia. Como resultado, isso aumenta o rendimento médio em cerca de 20%. Isso se deve a um sistema de feedback inteligente, que custa menos de 50 euros, que desacelera ou acelera a produção automaticamente. Isso removeu uma barreira prática significativa para os reatores verdes que operam exclusivamente com a luz solar.

Com seus pesquisadores de 'folhas artificiais', sob a orientação do engenheiro químico de Eindhoven Timothy Noël, colheu muita admiração há cerca de um ano e meio. Primeiro, eles conseguiram tornar as reações químicas possíveis com a luz do sol - algo que antes parecia quase impossível. Os químicos sonhavam com essa possibilidade há muito tempo, mas o problema era que a quantidade de luz solar não era suficiente.

Sua descoberta pode ser parcialmente atribuída ao uso de materiais relativamente novos (os chamados concentradores solares luminescentes) que vedam uma parte específica da luz solar no interior, de forma semelhante às plantas que fazem isso usando moléculas de antena especiais em suas folhas. A segunda descoberta foi a aplicação de canais muito finos nesses materiais, através do qual os líquidos são bombeados, expondo-os à luz solar suficiente para permitir a ocorrência de reações químicas. Os produtos finais então fluem nas extremidades dos canais.

Problema:nem sempre a mesma quantidade de sol

Um dos maiores problemas práticos para aplicar isso em grande escala é que nem sempre há a mesma intensidade de luz solar. Porque, por exemplo, o céu está nublado ou a luz do sol varia em intensidade e composição durante o dia. "Se houver muita luz, você obtém subprodutos indesejados e, se houver pouca luz, as reações não ocorrem ou o fazem muito lentamente, "Noël explica." Idealmente, o sistema deve se adaptar automaticamente à quantidade de luz solar que entra. "

O sistema de feedback desenvolvido faz exatamente isso. Consiste em apenas três elementos relativamente simples. Um sensor de luz mede a quantidade de luz que atinge os canais. Um microcontrolador traduz esse sinal para a velocidade da bomba. E a bomba conduz os fluidos pelos canais nessa velocidade. Tudo isso custa menos de 50 euros. Os experimentos para determinar a velocidade da bomba necessária para uma intensidade de luz específica permitiram aos pesquisadores otimizar o ciclo de feedback.

Teste no telhado

Além de testes de laboratório sob luz artificial, eles também testaram seu sistema ao ar livre sob luz solar natural, no topo do telhado de um dos prédios do campus da TU / e. Com uma configuração de rendimento de 90%, o sistema manteve a produção estável por uma hora entre 86% e 93%. O mesmo sistema sem loop de feedback variou significativamente entre 55% e 97%. O rendimento médio aumentou cerca de 20% graças ao ciclo de feedback.

De acordo com Noël, isso traz um reator barato e sustentável consideravelmente mais perto de ser capaz de produzir produtos químicos em grande escala, onde você quiser, com apenas a luz solar como fonte de energia. “É inevitável que os preços da energia subam. E com uma fonte de energia como o sol, que é gratuita e disponível, esses tipos de soluções tecnológicas podem fazer a diferença. "