A kutatók félig mesterséges fotoszintézissel nyert energiát, amelynek során a növényekben lévő vizet hidrogénné és oxigénné bontják le. Az új módszer lehetővé tette számukra az általuk előállított energia mennyiségének növelését.
A biológusok új módszert találtak a napenergia jó célokra történő felhasználására. A növényekben végzett fotoszintézis mechanizmusának megváltoztatásával megtanultak a vizet hidrogénné és oxigénné osztani, miközben energiát szabadítanak fel. Erről egy cikk jelent meg a Nature Energy folyóiratban.
A fotoszintézis maga a napfény energiává történő átalakításának folyamata, amelyet a növények használnak. Az oxigén a növény által felszívódott víz bomlásának mellékterméke. Talán a fotoszintézis a Föld egész életének legfontosabb reakciója, mivel szinte az összes oxigént termel a bolygó légkörében. A hidrogén, amely szintén képződik a víz felbomlásakor a fotoszintézis során, környezetbarát és kimeríthetetlen energiaforrás lehet.
A Cambridge-i Egyetem Szent János Főiskola akadémikusai által vezetett kutatócsoport napfényt használt a víz hidrogénné és oxigénné bontására a mesterséges fotoszintézis folyamata során, amelyet a tudósok biológiai komponensekkel és új technológiákkal megcéloztak. Ezzel a módszerrel a növények a szokásosnál több napfényt vesznek fel.
„A természetes fotoszintézis nem hatékony, mivel kizárólag a növények túlélésére fejlesztette ki, tehát minimális energiát biztosít - csak annak 1-2% -át, amely potenciálisan ki tudja adni” - kommentálta Katarzyna Sokol egyik munkájának szerzője.
A mesterséges fotoszintézis évtizedek óta zajlik, ám ezt soha nem használták sikeresen megújuló energia előállításához, mivel drága és mérgező katalizátorok működésén alapszik. Ugyanezen okból senki sem próbálta ipari szinten használni.
Kísérleti felépítés, amelyben a fél-mesterséges fotosytesis folyamatát hajtottuk végre.
A Cambridge-i tanulmány része a félig mesterséges fotoszintézis javítását célzó nagyszabású erőfeszítéseknek, azzal a céllal, hogy enzimek felhasználásával mozoghassunk a teljes mesterséges fotoszintézis felé.
Promóciós videó:
A Sokol által vezetett kutatócsoport nemcsak képes volt megnövelni az előállított és tárolt energia mennyiségét, hanem aktiválta az algákban a fotoszintézis folyamatát is, amely évezredek óta nem volt aktív.
„A hidrogénáz egy olyan enzim, amelyet az algákban találnak, és csökkentik a hidrogén protonjainak számát. Az evolúció során az algákban történő termelését deaktiválták, mivel a túléléshez nem volt szükséges. Meg tudtuk oldani ezt a korlátozást és elérjük a kívánt reakciót - a vizet hidrogénné és oxigénné osztva”- magyarázta Sokol.
A kutató azt reméli, hogy a csoportja által kifejlesztett technika alkalmazható lesz a napenergia átalakítására szolgáló innovatív rendszerekben. Ez az első modell, amely sikeresen felhasználja a hidrogént és a fotoszisztémákat a félig mesterséges fotoszintézis folyamatához, amelyet teljes egészében a napfény vált ki.
Két évvel ezelőtt egy igazi áttörés ezen a területen a mesterséges fotoszintézis eszköz létrehozása volt, amelyet a Julich Kutatóközpont tudósai készítettek. Az eszköz működő prototípusa egy kicsi, önálló egység volt, amelynek munkafelülete mindössze 64 négyzetcentiméter volt.
Ksenia Murasheva