ARTIFICIAL LEAF

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ARTIFICIAL  LEAF

For over 10 years the american chemist Daniel Nocera (Henry Dreyfus Professor of Energy and Chemistry at MIT/Sun Catalytix), is  trying to copy parts of natural photosynthesis to obtain cheap energy from sunlight.  Last year he improved what he calls  artificial leaves: solar cells in thin sheets consisting of silicon and different catalytic materials (without connections to wires or external circuits), placed in water  containers   and exposed to sunlight to  generates  a flow of electricity with aid of catalysts that separates oxygen from hydrogen (bubbles on both surfaces of   an artificially leaf).   The 2 streams of bubbles can be stored and used to provide chemical energy.

Attached  to  silicon  of one side of the sheet is a layer of artificial cobalt catalyst which releases oxygen. The other side also composed of silicon, is covered with a layer of nickel-molybdenum-zinc alloy, which releases  hydrogen from  water molecules. In general, artificial leaves are composed of cheap and abundant materials: silicon, cobalt, nickel and ordinary water, Though there are still problems to solve: gas storage, efficiency
process, greater uptake of sunlight, etc, it is thought that in the future every home will have artificial leaves with abundant energy for  their homes.

HOJA ARTIFICIAL

Desde hace mas de 10 años el químico americano Daniel Nocera (Henry Dreyfus Professor of Energy and Chemistry at MIT/Sun Catalytix),  intenta  artificialmente  copiar partes de la fotosíntesis natural a fin de  obtener energía barata a partir de la luz solar. De momento ha creado   hojas artificiales : pequeñas y delgadas hojas conteniendo celdas solares compuestas de  silice y  diferentes materiales cataliticos (sin conexiones a circuitos o alambres externos),  las mismas   que colocadas en containers de agua y expuestas a  la luz solar  generan  flujos de electricidad que con la ayuda de catalizadores separan al oxigeno del hidrogeno (burbujas en las 2 superficies de la hoja artificial).  Los  2 torrentes de burbujas pueden ser almacenados  y usados para proveer energia quimica,  pudiendo ser reconvertidos a agua.

Unido al silice de uno de los lados de la hoja artificial,  existe  una  capa de catalizador de cobalto que libera oxigeno.   El otro lado compuesto tambien de   silice,   esta cubierto con una capa de aleacion de  niquel-molibdeno-zinc que libera H de las moleculas de agua. En general, las hojas  artificiales estan compuestas de  materiales baratos y abundantes: silice, cobalto, niquel y agua ordinaria,  Aunque aun existen problemas por resolver:almacenamiento de los gases, eficiencia  
del proceso,  mayor  captacion de  luz solar, etc, se piensa que en el futuro cada casa tendra hojas artificiales que proveran energia barata a sus casas.

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ARTIFICIAL LEAF

At MIT some researchers continue perfecting a device capable of producing electricity in remote areas. Joep Pijpers et al, have created a device that emulates artificial photosynthesis using sunlight to split water into hydrogen and oxygen, storing hydrogen for future energy needs. The device combines the strength of cobalt-phosphate catalysts with silicon solar cells achieving efficient and cheap artificial photosynthesis. Silicon collect light and convert it in electric current like that ​​naturally made by photosynthetic membranes. Using silicon as a semiconductor is improved the efficiency and facilities to build the device. Cobalt catalyst mimics the oxygen-evolving complex of a leaf, where water splitting occurs.. Cobalt catalyst were deposited on crystalline silicon cells covered with thin protective layers of indium tin oxide at room temperature and neutral pH.

HOJA ARTIFICIAL

En el MIT continúan perfeccionado un dispositivo capáz de producir electricidad en áreas remotas o inhóspitas. Joep Pijpers et al, han creado un dispositivo que emulando la fotosíntesis artificial emplea la luz del sol para dividir el agua en hidrogeno y oxigeno, almacenando el hidrógeno para futuras necesidades energéticas. El dispositivo combina la fuerza de catalizadores de cobalto–fosfato con celdas solares de sílice logrando fotosíntesis artificiales eficientes y baratas. El sílice colecta la luz convirtiéndola en corriente eléctrica hecho realizado en forma natural por membranas fotosintéticas. Usando silice como semiconductor se mejoró la eficiencia y facilidades para construir el dispositivo. El catalizador de cobalto emula la complejidad evolutiva del oxigeno en una hoja natural. Para ello se depositó el catalizador cobalto en celdas cristalinas de sílice cubiertas con delgadas capas protectoras de oxido de indio estaño a temperatura ambiente y pH neutral.

ARTIFICIAL LEAF

Daniel Nocera (MIT/Mass.) and collaborators have created an artificial hand (leaf), able to generate cheap energy that just needs only 1 gallon of water and sunlight to power individual homes of people in developing countries. The model copies the natural process of plants to produce energy and grow using sunlight, water and CO2 (photosynthesis). The artificial hand like a natural leaf uses low energy to split water into hydrogen and oxygen and store energy. Placed in a gallon of water in a bright sunlight, the artificial hand produce enough electricity. The hydrogen and oxygen gases would be stored in a fuel cell, located either on top of the house or beside it. The artificial hand -the size of a poker card- made ​​of silica, has electrical systems and catalytic converters (nickel and cobalt). 10 years ago, John Turner created an artificial leaf that used platinum as catalyst, a model abandoned because was expensive and because its useful life last less than 24 hours. The Nocera new model is more stable, lasts 2 days and is 10 times more effective than a natural leaf for photosynthesis. From: American Chemical Society (2011, March 28). Debut of the first practical 'artificial leaf'. HOJAS ARTIFICIALES Daniel Nocera (MIT/Mass.) y colaboradores han creado una mano (hoja), artificial capáz de generar energía barata que solo necesita agua y luz solar para suministrar energía a casas individuales de personas de países en vías de desarrollo. El modelo copia el proceso natural de las plantas para producir energía y crecer empleando luz solar, agua y CO2 (fotosíntesis). La mano artificial simula una hoja natural empleando escasa energía para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno y almacenar energia. La mano, del tamaño de una carta de póker, hecha de silice, sistemas eléctricos y convertidores cataliticos (niquel y cobalto, para acelerar la reacción quimica), esta inmersa en 1 galón de agua, expuesta al sol. Hace 10 años, John Turner creó una hoja artifical que utilizaba como catalizador platino, un modelo abnadonado porque a gran escala era caro, siendo su vida util menor a 24 hs. El nuevo modelo de Nocera es mas estable, dura 2 dias y es 10 veces mas efectivo que una hoja natural para realizar fotosíntesis.