ในมุมมองของทีมวิจัยที่ UCF กุญแจสำคัญอยู่ที่การเลือกใช้ย่านความถี่ของแสงอาทิตย์ที่สามารถทำให้เกิดกระบวนการทางเคมีซึ่งแยก C02 ออกเป็นสารอินทรีย์ที่สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) มีพลังงานมากพอที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยาในวัสดุบางอย่างได้ เช่น ไทเทเนียมออกไซด์ แต่ปัญหาคือรังสี UV มีอยู่ในแสงอาทิตย์เพียง 4% เท่านั้น
ขณะที่แสงที่มองเห็นได้เป็นส่วนประกอบหลักของแสงอาทิตย์ แต่ก็มีปัญหาเช่นกัน เพราะมีวัสดุเพียงไม่กี่ชนิดที่สามารถจับแสงย่านที่มีสีและทำให้เกิดปฏิกิริยาขึ้นได้ วัสดุที่ทำได้ เช่น แพลทินัม รีเนียม และอิริเดียม ก็หายากและแพงมาก ซึ่งทำให้ต้นทุนสูงไม่คุ้มค่า
ทีมวิจัย UCF ที่นำโดย Fernando Uribe-Romo เลือกใช้ไทเทเนียม โลหะธรรมดาที่ไม่มีพิษ และเติมโมเลกุลของสารอินทรีย์ที่ชื่อ N-alkyl-2-aminoterephthalates เพื่อทำหน้าที่ดูดซับแสง ไทเทเนียมและโมเลกุลสารอินทรีย์ถูกทำเป็นโครงข่ายโลหะ−สารอินทรีย์ (Metal−organic Frameworks หรือ MOFs) วัสดุ MOFs มีโครงสร้างเป็นรูพรุนแบบฟองน้ำ มีพื้นที่ผิวสูงมาก ซึ่งสามารถดูดซับก๊าซเข้าไปไว้ที่รูพรุนเล็กๆของมัน นักวิจัยใช้ประโยชน์ MOFs ในหลายรูปแบบ เช่น ใช้จับไอน้ำในอุปกรณ์ผลิตน้ำดื่มจากอากาศแห้ง และใช้จับแยกก๊าซหลายชนิด เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจน และมีเทน
โมเลกุลของสารอินทรีย์เมื่ออยู่ใน MOFs สามารถออกแบบให้ดูดซับแสงเฉพาะบางสีได้ ในกรณีนี้นักวิจัยได้สังเคราะห์มันให้ดูดซับแสงสีน้ำเงิน แล้วนำไปไว้ในเครื่องปฏิกรณ์แสง LED สีน้ำเงิน ที่เลียนแบบแสงสีน้ำเงินของดวงอาทิตย์เพื่อทำการทดสอบ
ก๊าซ C02 ที่ควบคุมปริมาณจะถูกจ่ายเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ทรงกระบอกเรืองแสงสีน้ำเงินนี้อย่างช้าๆ เพื่อที่นักวิจัยจะได้เห็นหากมีปฏิกิริยาเกิดขึ้น และมันได้ผลจริงๆ ปฏิกิริยาเคมีได้เปลี่ยน C02 ไปเป็นคาร์บอนรูปแบบอื่นสองอย่างคือ Formate และ Formamides ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์
“มันเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ” Uribe-Romo กล่าว “การสังเคราะห์วัสดุขึ้นมาเพื่อดูดซับแสงเฉพาะบางสีถือว่าเป็นงานที่ยากมาก เรามีส่วนช่วยในการพัฒนาเทคโนโลยีที่ช่วยลดก๊าซเรือนกระจก”
ทีมวิจัยต้องการพัฒนาต่อไปโดยจะพยายามปรับ MOFs ให้สามารถดูดซับแสงสีอื่นๆได้ด้วย ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและเพิ่มปริมาณการผลิตเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์ ขณะที่สามารถดูด C02 ในเวลาเดียวกันได้มากขึ้น
ถ้าหากนำความสำเร็จในเรื่องนี้จากห้องแล็บไปสู่การทำงานขนาดใหญ่ได้จะเป็นการพลิกโฉมวงการเลยทีเดียว ทีมวิจัยได้เล็งกระเบื้องหลังคาเป็นเป้าหมายหนึ่งที่จะนำวัสดุนี้ไปใช้สำหรับทำให้อากาศรอบบ้านสะอาดและผลิตพลังงานสำหรับใช้ในบ้านในเวลาเดียวกัน หรือบางทีอาจจะใช้มันใกล้กับแหล่ง C02 ให้มากขึ้น
“ไอเดียคือตั้งสถานีจับ C02 ติดกับโรงไฟฟ้า” Uribe-Romo กล่าว “C02 จะถูกดูดเข้าไปที่สถานี ผ่านกระบวนการ เปลี่ยน C02 เป็นพลังงานซึ่งสามารถส่งกลับไปใช้ที่โรงไฟฟ้าได้อีก”
ข้อมูลและภาพจาก ucf.edu, newatlas