Yapay Fotosentez: Güneş enerjisi üretmek için güneş ışığından enerjiyi yakalamak ve depolamak

By Fouad Sabry

Yapay Fotosentez Nedir?

Sentetik fotosentez, güneş ışığını, suyu ve karbondioksiti karbonhidratlara ve oksijene dönüştürerek doğal fotosentez sürecini çoğaltan kimyasal bir süreçtir. Bu işleme yapay fotosentez de denir. Bir yakıtın kimyasal bağlarında güneş ışığından gelen enerjinin yakalanması ve depolanması işlemine genellikle "yapay fotosentez" denir ve bu kelime genellikle bu ifade ile birbirinin yerine kullanılır. Genellikle yapay fotosentez olarak bilinen fotokatalitik su ayırma, ışık kullanılarak suyu hidrojen ve oksijene dönüştürme işlemidir. Doğal karbon fiksasyonu sürecini kopyalamak için araştırılan başka bir yaklaşım, ışıkla çalışan karbondioksit azaltma olarak adlandırılır.

Nasıl Yararlanacaksınız

(I ) Aşağıdaki konularla ilgili içgörüler ve doğrulamalar:

Bölüm 1: Yapay fotosentez

Bölüm 2: Hidrojen

Bölüm 3: Fotohidrojen

Bölüm 4: Fotoelektrokimyasal hücre

Bölüm 5: Su ayırma

Bölüm 6: Fotokataliz

Bölüm 7: Hidrojenaz

Bölüm 8: Solar kimyasal

Bölüm 9: Mikrobiyal metabolizma

Bölüm 10: Hidrojen üretimi

Bölüm 11: Biyohidrojen

Bölüm 12: Oksijen evrimi

Bölüm 13: Biyolojik reaksiyonlarda dioksijen

Bölüm 14: Enzimatik biyoyakıt hücresi

Bölüm 15: Daniel G. Nocera

Bölüm 16: Fotokatalitik su ayırma

Bölüm 17: Craig L. Hill

Bölüm 18: Güneş yakıtı

Bölüm 19: Fotojeokimya

Bölüm 20: Su oksidasyon katalizörü

Bölüm 21: Bion ic Leaf

(II) Yapay fotosentez hakkında en çok sorulan soruları yanıtlamak.

(III) Yapay fotosentezin birçok alanda kullanımına ilişkin gerçek dünyadan örnekler.

(IV) Yapay fotosentez teknolojilerini 360 derece tam olarak anlamak için her sektörde 266 gelişmekte olan teknolojiyi kısaca açıklayan 17 ek.

Bu Kitap Kimin İçindir

Profesyoneller, lisans ve yüksek lisans öğrencileri, meraklılar, hobiler ve her türlü yapay fotosentez için temel bilgi veya bilgilerin ötesine geçmek isteyenler.

• Language: Türkçe
• Publisher: Bir Milyar Bilgili [Turkish]
• Release date: Nov 10, 2022

Book preview

Telif hakkı

Yapay Fotosentez Telif Hakkı © 2022 Fouad Sabry tarafından. Tüm Hakları Saklıdır.

Tüm hakları saklıdır. Bu kitabın hiçbir bölümü, yazarın yazılı izni olmaksızın, herhangi bir biçimde veya bilgi depolama ve alma sistemleri de dahil olmak üzere herhangi bir elektronik veya mekanik yolla çoğaltılamaz. Bunun tek istisnası, bir incelemede kısa alıntılar yapabilen bir hakem tarafından yapılır.

Fouad Sabry tarafından tasarlanan kapak.

Bu kitap bir kurgu eseridir. İsimler, karakterler, yerler ve olaylar ya yazarın hayal gücünün ürünleridir ya da kurgusal olarak kullanılır. Gerçek kişilere, yaşayan veya ölülere, olaylara veya mekanlara herhangi bir benzerlik tamamen tesadüfidir.

Bonus

[e-mail] adresine Yapay Fotosentez: Güneş yakıtı üretmek için güneş ışığından enerji yakalama ve depolama konu satırını içeren bir e-posta gönderebilir ve bu kitabın ilk birkaç bölümünü içeren bir e-posta alacaksınız.

Fouad Sabry

1BK web sitesini ziyaret edin

www.1BKOfficial.org

Önsöz

Bu kitabı neden yazdım?

Bu kitabı yazma hikayesi 1989 yılında İleri Düzey Öğrenciler Ortaokulu'nda öğrenciyken başladı.

Şu anda birçok gelişmiş ülkede mevcut olan STEM (Bilim, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik) Okulları gibidir.

STEM, öğrencileri dört özel disiplinde (bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik) disiplinlerarası ve uygulamalı bir yaklaşımla eğitme fikrine dayanan bir müfredattır. Bu terim genellikle okullarda bir eğitim politikasını veya müfredat seçimini ele almak için kullanılır. İşgücünün gelişimi, ulusal güvenlik endişeleri ve göç politikası üzerinde etkileri vardır.

Kütüphanede, her öğrencinin herhangi bir kitabı seçmekte ve 1 saat boyunca okumakta özgür olduğu haftalık bir ders vardı. Sınıfın amacı, öğrencileri eğitim müfredatı dışındaki konuları okumaya teşvik etmektir.

Kütüphanede, raflardaki kitaplara bakarken, 5 bölümden oluşan toplam 5.000 sayfalık devasa kitaplar fark ettim. Kitapların adı Teknoloji Ansiklopedisi, etrafımızdaki her şeyi tarif eden,yarı iletkenlere mutlak sıfır, o zamanlar hemen hemen her teknoloji, renkli illüstrasyonlar ve basit kelimelerle anlatıldı. Ansiklopediyi okumaya başladım ve tabii ki haftalık 1 saatlik derste bitiremedim.

Bu yüzden babamı ansiklopediyi satın almaya ikna ettim. Babam hayatımın başında benim için tüm teknoloji araçlarını, ilk bilgisayarı ve ilk teknoloji ansiklopedisini satın aldı ve her ikisinin de kendim ve kariyerim üzerinde büyük etkisi oldu.

Tüm ansiklopediyi bu yılın aynı yaz tatilinde bitirdim ve sonra evrenin nasıl çalıştığını ve bu bilgiyi günlük sorunlara nasıl uygulayacağımı görmeye başladım.

Teknolojiye olan tutkum 30 yıldan daha uzun bir süre önce başladı ve hala yolculuk devam ediyor.

Bu kitap, okuyuculara lisedeyken yaşadığım aynı şaşırtıcı deneyimi verme girişimim olan Gelişen Teknolojiler Ansiklopedisi nin bir parçası, ancak 20. yüzyıl teknolojileri yerine, 21.  yüzyılın gelişmekte olan teknolojileri, uygulamaları ve endüstri çözümleriyle daha çok ilgileniyorum.

Gelişen Teknolojiler Ansiklopedisi 365 kitaptan oluşacak, her kitap tek bir gelişen teknolojiye odaklanacak. Gelişmekte olan teknolojilerin listesini ve endüstriye göre kategorize edilmelerini kitabın sonundaki Çok Yakında bölümünde okuyabilirsiniz.

365 kitap, okuyuculara bir yıllık süre içinde her gün gelişen tek bir teknoloji hakkındaki bilgilerini artırma şansı veriyor.

Giriş

Bu kitabı nasıl yazdım?

Yükselen Teknolojiler Ansiklopedisinin her kitabında, insanların zihinlerinden anında, ham arama içgörüleri elde etmeye çalışıyorum, ortaya çıkan teknoloji hakkındaki sorularını cevaplamaya çalışıyorum.

Her gün 3 milyar Google araması var ve bunların% 20'si daha önce hiç görülmedi. İnsanların düşüncelerine doğrudan bir çizgi gibidirler.

Bazen bu 'Kağıt sıkışmasını nasıl gideririm' şeklindedir. Diğer zamanlarda, yalnızca Google ile paylaşmaya cesaret edebilecekleri can sıkıcı korkular ve gizli özlemlerdir.

Yapay Fotosentez hakkında kullanılmayan bir içerik altın madeni fikri keşfetme arayışımda, Google gibi arama motorlarından otomatik tamamlama verilerini dinlemek için birçok araç kullanıyorum, ardından her yararlı ifadeyi ve soruyu hızla ortaya koyuyorum, insanlar Yapay Fotosentez anahtar kelimesi etrafında soruyorlar.

İnsanların içgörüsü olan bir altın madeni, taze, ultra yararlı içerik, ürün ve hizmetler oluşturmak için kullanabilirim. Sizin gibi nazik insanlar gerçekten istiyor.

İnsan aramaları, insan ruhunda şimdiye kadar toplanan en önemli veri kümesidir. Bu nedenle, bu kitap canlı bir üründür ve tıpkı sizin ve benim gibi, bu yeni ortaya çıkan teknolojiyi merak eden ve bu konuda daha fazla bilgi edinmek isteyen insanlar tarafından sorulan Yapay Fotosentez ile ilgili yeni sorular için giderek daha fazla cevapla sürekli güncellenmektedir.

Bu kitabı yazmanın yaklaşımı, insanların Yapay Fotosentez etrafında nasıl arama yaptıklarını, kafamın tepesinden düşünmeyeceğim soruları ve sorguları ortaya çıkardıklarını ve bu soruları süper kolay ve sindirilebilir kelimelerle cevapladıklarını daha derin bir anlayış seviyesine getirmek ve kitapta basit bir şekilde gezinmektir.

Bu yüzden, bu kitabı yazmaya gelince, mümkün olduğunca optimize edilmiş ve hedeflenmiş olmasını sağladım. Bu kitabın amacı, insanların Yapay Fotosentez hakkındaki bilgilerini daha iyi anlamalarına ve büyütmelerine yardımcı olmaktır. İnsanların sorularını mümkün olduğunca yakından cevaplamaya ve çok daha fazlasını göstermeye çalışıyorum.

İnsanların sahip olduğu soruları ve sorunları keşfetmenin ve onlara doğrudan cevap vermenin ve kitabın içeriğine içgörü, onaylama ve yaratıcılık eklemenin harika ve güzel bir yoludur - hatta sahalar ve teklifler. Kitap, başka türlü ulaşamayacağım zengin, daha az kalabalık ve bazen şaşırtıcı araştırma taleplerini ortaya çıkarıyor. Hiç şüphe yok ki, bu yaklaşımı kullanarak kitabı okuduktan sonra, potansiyel okuyucuların zihinlerinin bilgisini arttırması beklenmektedir.

Bu kitabın içeriğini her zaman taze kılmak için benzersiz bir yaklaşım uyguladım. Bu yaklaşım, arama dinleme araçlarını kullanarak insanların zihinlerini dinlemeye bağlıdır. Bu yaklaşım bana şu konularda yardımcı oldu:

Okuyucularla tam olarak bulundukları yerde tanışın, böylece bir akor vuran ve konuya daha fazla anlayış kazandıran alakalı içerik oluşturabilirim.

Parmağımı sıkıca nabızda tutun, böylece insanlar bu gelişmekte olan teknoloji hakkında yeni yollarla konuştuklarında güncellemeler alabilir ve zaman içindeki eğilimleri izleyebilirim.

İçeriğin alaka düzeyini artıran ve kazanan bir avantaj sağlayan beklenmedik içgörüleri ve gizli nişleri keşfetmek için ortaya çıkan teknoloji hakkında cevaplara ihtiyaç duyan soruların gizli hazinelerini ortaya çıkarın.

Bu kitabı yazmak için yapı taşı aşağıdakileri içerir:

(1) Okuyucuların istediği içerikle ilgili cesaret ve tahminde bulunmak için zaman harcamayı bıraktım, kitap içeriğini insanların ihtiyaç duyduğu şeylerle doldurdum ve spekülasyonlara dayanan sonsuz içerik fikirlerine veda ettim.

(2) İnsanların okumak istedikleri ve bilmek istedikleri şeylere - gerçek zamanlı olarak - ön sıralarda yer almak için sağlam kararlar aldım ve daha az risk aldım ve hangi konuların dahil edileceği ve hangi konuların hariç tutulacağı konusunda cesur kararlar almak için arama verilerini kullandım.

(3) Günlerce ve hatta haftalarca zaman kazanmak için bireysel görüşleri manuel olarak elemek zorunda kalmadan içerik fikirlerini tanımlamak için içerik üretimimi kolaylaştırdım.

İnsanların sadece sorularını cevaplayarak bilgilerini basit bir şekilde artırmalarına yardımcı olmak harikadır.

Bu kitabın yazma yaklaşımının harmanlandığı ve okuyucular tarafından arama motorlarında sorulan önemli soruları izlediği için benzersiz olduğunu düşünüyorum.

Teşekkür

Bir kitap yazmak düşündüğümden daha zor ve hayal edebileceğimden daha ödüllendirici. Bunların hiçbiri prestijli araştırmacılar tarafından tamamlanan çalışmalar olmadan mümkün olmazdı ve halkın bu gelişen teknoloji hakkındaki bilgisini artırma çabalarını kabul etmek isterim.

Özveri

Aydınlanmışlara, olayları farklı gören ve dünyanın daha iyi olmasını isteyenlere göre, statükoya veya mevcut devlete düşkün değiller. Onlarla çok fazla aynı fikirde olmayabilirsiniz ve onlarla daha da fazla tartışabilirsiniz, ancak onları görmezden gelemezsiniz ve onları küçümseyemezsiniz, çünkü her zaman bir şeyleri değiştirirler ... insan ırkını ileriye doğru iterler ve bazıları onları çılgın veya amatör olarak görürken, diğerleri dahi ve yenilikçiler olarak görür, çünkü dünyayı değiştirebileceklerini düşünecek kadar aydınlanmış olanlar, bunu yapan ve insanları aydınlanmaya yönlendirenlerdir.

Epigraf

Sentetik fotosentez, güneş ışığını, suyu ve karbondioksiti karbonhidratlara ve oksijene dönüştürerek doğal fotosentez sürecini kopyalayan kimyasal bir işlemdir. Bu işlem yapay fotosentez olarak da bilinir. Bir yakıtın kimyasal bağlarında güneş ışığından gelen enerjiyi yakalama ve depolama işlemi genellikle yapay fotosentez olarak adlandırılır ve kelime genellikle ifadeyle birbirinin yerine kullanılır. Genellikle yapay fotosentez olarak bilinen fotokatalitik su bölünmesi, ışığın kullanımıyla suyun hidrojen ve oksijene dönüştürülmesi işlemidir  . Doğal karbon fiksasyon sürecini çoğaltmak için araştırılan bir başka yaklaşıma da ışık kaynaklı karbondioksit indirgemesi denir.

İçindekiler

Telif hakkı

Bonus

Önsöz

Giriş

Teşekkür

Özveri

Epigraf

İçindekiler

Bölüm 1: Yapay fotosentez

Bölüm 2: Hidrojen

Bölüm 3: Fotohidrojen

Bölüm 4: Fotoelektrokimyasal hücre

Bölüm 5: Su Bölme

Bölüm 6: Fotokataliz

Bölüm 7: Hidrogenaz

Bölüm 8: Güneş kimyasalları

Bölüm 9: Mikrobiyal metabolizma

Bölüm 10: Hidrojen üretimi

Bölüm 11: Biyohidrojen

Bölüm 12: Oksijen evrimi

Bölüm 13: Biyolojik reaksiyonlarda dioksijen

Bölüm 14: Enzimatik biyoyakıt hücresi

Bölüm 15: Daniel G. Nocera

Bölüm 16: Fotokatalitik su bölünmesi

Bölüm 17: Craig L. Hill

Bölüm 18: Güneş yakıtı

Bölüm 19: Fotojeokimya

Bölüm 20: Su oksidasyon katalizi

Bölüm 21: Biyonik Yaprak

Epilogue

Yazar Hakkında

Çok yakında

Ekler: Her Sektörde Gelişen Teknolojiler

Bölüm 1: Yapay fotosentez

Sentetik fotosentez, güneş ışığını, suyu ve karbondioksiti karbonhidratlara ve oksijene dönüştürerek doğal fotosentez sürecini kopyalayan kimyasal bir işlemdir. Bu işlem yapay fotosentez olarak da bilinir. Güneş ışığından gelen enerjiyi bir yakıtın kimyasal bağlarında yakalama ve depolama işlemi genellikle yapay fotosentez olarak adlandırılır ve bu ifade genellikle böyle bir sisteme (güneş yakıtı) uygulamak için kullanılır. Genellikle yapay fotosentez olarak bilinen fotokatalitik su bölünmesi, ışığın kullanımıyla suyun hidrojen ve oksijene dönüştürülmesi işlemidir. Doğal karbon fiksasyonuna benzer şekilde araştırılmakta olan bir başka tekniğe de ışık kaynaklı karbondioksit indirgemesi denir.

Güneş yakıtlarının doğrudan üretimi, fotoelektrokimya ve yakıt hücrelerinde uygulanması için cihazların tasarımı ve montajı ve güneş ışığından mikrobiyal biyoyakıt ve biyohidrojen üretimi için enzimlerin ve fotoototrofik mikroorganizmaların mühendisliği, bu alanın kapsamına giren araştırma türlerinin örnekleridir.

Oksidasyon ve indirgeme, fotosentetik reaksiyondan ayrılabilen iki yarı reaksiyondur. Bu reaksiyonların her ikisi de yakıt üretimi için gereklidir. Fotosentez işlemi sırasında, su molekülleri ışık tarafından oksitlenir, bu da oksijen ve protonların salınmasına neden olur. Calvin-Benson döngüsü, bitkilerde fotosentezin ikinci aşamasında gerçekleşen ışıktan bağımsız sürece verilen isimdir. Bu reaksiyon karbondioksiti glikoza (yakıt) dönüştürür. Bu işlemlerin her ikisini de gerçekleştirebilen fotokatalizörler şimdi yapay fotosentez üzerinde çalışan araştırmacılar tarafından geliştirilmektedir. Ek olarak, suyun bölünmesinin bir yan ürünü olarak oluşturulan protonlar, hidrojen üretiminde kullanılabilir. Bu katalizörlerin hızlı tepki verebilmesi ve üzerlerine gelen güneş fotonlarının önemli bir bölümünü emebilmesi