Μια ομάδα Ευρωπαίων χημικών, συμπεριλαμβανομένου του καθηγητή Joost Reek του τομέα ερευνητικής προτεραιότητας του Πανεπιστημίου του Άμστερνταμ, Sustainable Chemistry, δημοσίευσε πρόσφατα μια λευκή βίβλο σχετικά με τη Χημεία που προέρχεται από τον ήλιο. Δείχνουν ότι είναι δυνατό, και μάλιστα απαραίτητο για ένα βιώσιμο μέλλον, να οδηγηθούν χημικές αντιδράσεις χρησιμοποιώντας ηλιακή ενέργεια.
Σε μια επισκόπηση λιγότερων από είκοσι σελίδων, οι χημικοί εντοπίζουν τις ευκαιρίες και τις προκλήσεις αυτής της οραματικής ιδέας που θα μπορούσε μακροπρόθεσμα να αντικαταστήσει τα ορυκτά καύσιμα ως την κύρια πηγή καυσίμων, χημικών ουσιών και υλικών.
Η λευκή βίβλος προκύπτει από παρουσιάσεις σε ένα εργαστήριο καταιγισμού ιδεών σχετικά με τη Χημεία με γνώμονα τον ήλιο στο Βερολίνο που διοργανώθηκε από την Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) και την Ευρωπαϊκή Ένωση Χημικών και Μοριακών Επιστημών (EuCheMS). Ο καθηγητής Joost Reek του Van 't Hoff Institute for Molecular Sciences ήταν μεταξύ των διεθνών εμπειρογνωμόνων που συμμετείχαν σε αυτό το εργαστήριο.
Ο καθηγητής Reek είναι κορυφαίος ερευνητής στον τομέα της ηλιακής χημείας, κάτι που υπογραμμίστηκε νωρίτερα φέτος από τη δημοσίευση στο Science Advances σχετικά με έναν βιο-εμπνευσμένο καταλύτη που μιμείται τα ένζυμα για την παραγωγή υδρογόνου. Πιο πρόσφατα ενήργησε ως προσκεκλημένος συντάκτης μιας ειδικής έκδοσης ChemPlusChem σχετικά με τα Catalytic Systems for Water Splitting. Είναι ο συντονιστής του Πανεπιστημίου του Άμστερνταμ για την Αειφόρο Χημεία της Περιοχής Προτεραιότητας Έρευνας και επικεφαλής του ερευνητικού θέματος της τεχνητής φωτοσύνθεσης της ολλανδικής εθνικής ερευνητικής πρωτοβουλίας BioSolarCells.
Σύμφωνα με τον καθηγητή Reek, η λευκή βίβλος EuCheMS προσδιορίζει τις τόσο απαραίτητες επιστημονικές ανακαλύψεις που είναι κρίσιμες για να γίνει η ηλιακή-οδηγούμενη χημεία μελλοντική πραγματικότητα."Αντικατοπτρίζει τα ευρήματα της έρευνάς μας για την Αειφόρο Χημεία στο UvA όπου συνδυάζουμε τις προσπάθειες δεκάδων ερευνητών στην ομοιογενή και ετερογενή κατάλυση, τη μοριακή φωτονική και τη θεωρητική χημεία. Κάνουμε πρόοδο τόσο σε θεμελιώδες όσο και σε τεχνολογικό επίπεδο, αλλά χρειάζεται πολύ περισσότερη προσπάθεια για τη δημιουργία μιας πραγματικά ουσιαστικής ευρωπαϊκής χημικής κοινότητας που βασίζεται στην ηλιακή ενέργεια τόσο στην έρευνα όσο και στη βιομηχανία». Ο Reek αναμένει ότι η λευκή βίβλος θα επιτρέψει στο EuCheMS να ευαισθητοποιήσει τους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής της ΕΕ, κάτι που ελπίζουμε ότι θα έχει ως αποτέλεσμα τη διάθεση μελλοντικών πόρων για την έρευνα.
Νέα μόρια
Σαν παράδειγμα της συνάφειας της έρευνας σε αυτόν τον τομέα, ο Reek αναφέρει την πρόσφατη άδεια χρήσης ενός διπλώματος ευρεσιτεχνίας για νέα μόρια για παραγωγή υδρογόνου με ηλιακή ενέργεια στη γαλλική εταιρεία PorphyChem. Ένα άλλο παράδειγμα είναι ένα νέο έργο για την ανάπτυξη ενός αποκαλούμενου φωτοηλεκτροχημικού κυττάρου ευαισθητοποιημένου με μοριακή χρωστική ουσία (DSPEC) ικανού να αναγάγει το CO2 σε μεθανόλη (ή μυρμηκικό οξύ ή ακόμα και αλκάνια). Ο Ολλανδικός Οργανισμός Επιστημονικής Έρευνας NWO χρηματοδότησε την έρευνα υπό την επίβλεψη του Reek με μισό εκατομμύριο ευρώ. Διεξάγεται σε συνεργασία με τη γερμανική εταιρεία χημικών Merck και τα ολλανδικά ερευνητικά ινστιτούτα ECN και FOM-AMOLF.
Οι δύο τελευταίοι συνεργάστηκαν με το UvA και το Vrije Universiteit Amsterdam στην κοινοπραξία Solardam για να συλλέξουν ενέργεια από τον ήλιο παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια και καύσιμα μέσω συνδυασμών φωτοβολταϊκών, φωτοκατάλυσης και φωτοσύνθεσης. Όπως επισημαίνει ο καθηγητής Van Reek, αυτό είναι ένα παράδειγμα της πολυεπιστημονικής προσπάθειας που είναι ουσιαστικής σημασίας στον τομέα της χημείας που βασίζεται στον ήλιο.
Τεράστια προνόμια
Η λευκή βίβλος EuCheMS βεβαιώνει ότι η διέγερση χημικών αντιδράσεων μέσω της ενέργειας από τον ήλιο είναι ζωτικής σημασίας προκειμένου να διασφαλιστεί η ευημερία των μελλοντικών γενεών.
Η Ηλιακή Χημεία συνεπάγεται μια μακροπρόθεσμη καινοτόμο επιστημονική και τεχνολογική προσπάθεια, αλλά θα επιτρέψει την προοδευτική υποκατάσταση των ορυκτών καυσίμων. Θα έχει επίσης μεγάλο αντίκτυπο στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, με τεράστια περιβαλλοντικά, κοινωνικά και οικονομικά οφέλη.
Σύμφωνα με τη λευκή βίβλο, η ηλιακή χημεία μπορεί να αυξήσει την ανταγωνιστικότητα και τη βιωσιμότητα του ευρωπαϊκού βιομηχανικού συστήματος. Μπορεί να δημιουργήσει ανταγωνιστικότητα με γνώμονα τη γνώση για τη βιομηχανική παραγωγή της Ευρώπης, διατηρώντας παράλληλα τις θέσεις εργασίας και το περιβάλλον.
Ωστόσο, απαιτεί ισχυρή, συντονισμένη και αντισυμβατική υποστήριξη για βασική και εφαρμοσμένη έρευνα. Η λευκή βίβλος απαιτεί μια μεγάλη, ολοκληρωμένη και συνεργική προσέγγιση που θα περιλαμβάνει την κατάλυση, την ηλεκτροχημεία, τη φωτοχημεία και τις νανοεπιστήμες, σε συνεννόηση με τη φυσική των ημιαγωγών, τη μηχανική, τις βιοεπιστήμες και τις κοινωνικές επιστήμες.
