Tutkijat saivat energiaa puoli-keinotekoisella fotosynteesillä, prosessilla, jolla vesi kasveissa hajoaa vedyksi ja happeksi. Uusi menetelmä antoi heille mahdollisuuden lisätä tuottamansa energian määrää.
Biologit ovat löytäneet uuden tavan käyttää aurinkoenergiaa hyviin tarkoituksiin. Vaihtamalla kasvien fotosynteesin mekanismeja, he oppivat jakamaan veden vedyksi ja happea vapauttaen samalla energiaa. Tätä artikkelia on julkaistu Nature Energy -lehdessä.
Fotosynteesi on itse prosessi, jolla "muunnetaan" auringonvalo energiaksi, jota kasvit käyttävät. Happi on sivutuote kasvin absorboiman veden hajoamisessa. Ehkä fotosynteesi on tärkein reaktio koko maapallon elämälle, koska se tuottaa melkein kaiken happea planeetan ilmakehässä. Vety, joka muodostuu myös veden jakautuessa fotosynteesin aikana, voi olla ympäristöystävällinen ja ehtymätön energialähde.
Tutkijaryhmä, jota johti Cambridgen yliopiston St. John's Collegen akateemikot, käytti auringonvaloa hajottamaan veden vedyksi ja happeaksi keinotekoisen fotosynteesin aikana, jonka tutkijat ovat korjaaneet biologisilla komponenteilla ja uudella tekniikalla. Tällä menetelmällä kasvit imevät tavallista enemmän auringonvaloa.
"Luonnollinen fotosynteesi on tehoton, koska se on kehitetty yksinomaan kasvien säilymiseen, joten se tarjoaa minimaalisesti vaadittavan energian - vain 1-2% siitä, mitä se voi mahdollisesti antaa ulos", kommentoi yksi teoksen tekijöistä Katarzyna Sokol.
Keinotekoinen fotosynteesi on ollut olemassa jo vuosikymmenien ajan, mutta sitä ei ole koskaan käytetty menestyksekkäästi uusiutuvan energian luomiseen, koska se perustuu kalliiden ja myrkyllisten katalyyttien toimintaan. Samasta syystä kukaan ei yrittänyt käyttää sitä teollisella tasolla.
Kokeellinen kokoonpano, jossa suoritettiin puoliksi keinotekoinen fotosytesis-prosessi.
Cambridge-tutkimus on osa laaja-alaista pyrkimystä parantaa puoliksi keinotekoista fotosynteesiä tavoitteena siirtyä kohti täysin keinotekoista fotosynteesiä entsyymien avulla.
Mainosvideo:
Sokolin johtama tutkimusryhmä ei vain pystynyt lisäämään tuotetun ja varastoidun energian määrää, vaan myös aktivoinut levien fotosynteesiprosessin, joka on ollut passiivinen vuosituhansien ajan.
”Hydrogenaasi on levästä löytyvä entsyymi, joka voi vähentää vedyn protonien määrää. Evoluution aikana sen tuotanto levästä deaktivoitiin, koska sitä ei vaadittu selviytymiseen. Pystyimme ylittämään tämän rajoituksen ja saavuttamaan halutun reaktion - veden jakaminen vetyksi ja happeksi”, Sokol selitti.
Tutkija toivoo, että hänen ryhmänsä kehittämää tekniikkaa sovelletaan innovatiivisiin järjestelmiin aurinkoenergian muuntamiseksi. Se on ensimmäinen malli, jossa hydraasia ja valosysteemejä käytetään menestyksekkäästi kokonaan auringonvalon laukaisemassa puolikiinnitteisessä fotosynteesissä.
Kaksi vuotta sitten todellinen läpimurto tällä alalla oli keinotekoisen fotosynteesilaitteen luominen Julichin tutkimuskeskuksen tutkijoiden toimesta. Laitteen toimiva prototyyppi oli pieni itsenäinen yksikkö, jonka työpinta-ala oli vain 64 neliö senttimetriä.
Ksenia Murasheva