1. Fotosyntes: Växter använder solljus för att omvandla CO2 och vatten till glukos och syre genom fotosyntesprocessen. Denna process kan förbättras i konstgjorda system för att skapa biomassa, biobränslen och andra växtbaserade produkter.
2. Fotokatalys: Fotokatalytiska reaktioner involverar användningen av halvledarmaterial som, när de utsätts för solljus, genererar mycket reaktiva ämnen som kan bryta ner föroreningar, såsom CO2, till användbara kemikalier. Till exempel kan fotokatalytiska processer omvandla CO2 till bränslen som metan eller metanol.
3. Fotoelektrokemiska (PEC) celler: PEC-celler kombinerar fotovoltaiska och elektrokemiska processer. De använder solljus för att generera en elektrisk ström, som sedan används för att driva kemiska reaktioner som omvandlar utsläpp till användbara material. PEC-celler kan producera vätebränsle från vatten och solljus eller omvandla CO2 till kemikalier som myrsyra.
4. Carbon Capture and Utilization (CCU): Solljus kan användas i CCU-system, där CO2 fångas upp från industriella processer eller atmosfären och omvandlas till värdefulla produkter. Ett tillvägagångssätt är att använda solljusdrivna termokemiska processer för att omvandla CO2 till bränslen eller råmaterial för kemisk produktion.
5. Odling av alger och cyanobakterier: Solljus kan användas för att odla alger och cyanobakterier, som har förmågan att omvandla CO2 till biomassa genom fotosyntes. Denna biomassa kan användas för att producera biobränslen, kosttillskott eller andra produkter.
6. Soldrivna kemiska processer: Solljus kan direkt driva kemiska reaktioner, vilket möjliggör produktion av olika material från CO2. Exempelvis kan solljus användas för att dela vatten till väte och syre, som sedan kan användas i bränsleceller eller kemisk syntes.
7. Soldriven vattenrening: Solljus kan användas för att desinficera vatten och ta bort föroreningar genom fotokatalytiska processer. Detta kan hjälpa till att rena avloppsvatten eller producera rent vatten från förorenade källor.
Sammantaget kan solljus utnyttjas för att omvandla utsläpp till användbara material genom en mängd olika processer, inklusive fotosyntes, fotokatalys, fotoelektrokemiska celler, kolavskiljning och användning, alger och cyanobakterieodling, soldrivna kemiska processer och soldriven vattenrening. Dessa tekniker erbjuder potentiella lösningar för att minska miljöpåverkan från utsläpp samtidigt som de skapar värdefulla resurser. Pågående forskning och utveckling syftar till att förbättra effektiviteten och skalbarheten för dessa processer för att göra dem lönsamma och ekonomiskt genomförbara i stor skala.
