Výskumníci používajú Semi Artificial Fotosyntéza na vytvorenie solárnej energie

Jedným z dlhodobejších pokusov o rozvoj nielen obnoviteľnej energie, ale aj zmiernenie zmeny klímy odstránením oxidu uhličitého z atmosféry je proces nazývaný umelá fotosyntéza. Ako už názov napovedá, toto pole zahŕňa snahu robiť to, čo rastliny - rozdeľujú molekuly vody na vodík poskytujúci energiu a priedušný kyslík pomocou prirodzeného slnečného žiarenia - sami spôsobom, ktorý je energeticky účinnejší.

Ak vedci môžu zistiť, ako obnoviť proces, v ktorom rastliny konvertujú CO2, ktorý otepľuje klímu, na čistú energiu, mohli by sme vyvinúť teoreticky neobmedzenú čistú energiu nielen pre ľudí na planéte Zem, ale aj pre ľudí, ktorí budú (snáď) jeden deň. potrebujú čistý vzduch a energiu s cieľom preskúmať a rozvíjať obývateľné štruktúry vo vesmíre. Je to ambícia, ktorá sa datuje aspoň do roku 1912 veda papier, ale existujú prekážky, a to, že vyžaduje použitie drahých, často znečisťujúcich katalyzátorov.

Našťastie skupina výskumníkov na univerzite v St. John's na univerzite v Cambridge tvrdí, že sa im podarilo objaviť riešenie tým, že úspešne rozdelili molekuly kyslíka a vodíka vo vode pomocou kombinácie prírodných procesov a technológií vyrobených človekom. Je to proces, ktorý nazývajú polo-umelú fotosyntézu, a hovoria, že by to mohlo pomôcť revolúciu vo vývoji obnoviteľnej energie. Ich zistenia boli zverejnené v pondelok v roku 2005. T Nature.

„Prírodná fotosyntéza môže byť považovaná za biologický plán pre konverziu slnečnej energie na chemickú energiu a solárne palivá,“ vysvetľuje prvý autor Katarzyna Sokó v e-maile na adresu obrátený, „V porovnaní s prirodzenou fotosyntézou tento nový systém účinnejšie využíva spektrum slnečného svetla, prináša vysoké výnosy z premeny a obchádza niekoľko konkurenčných metabolických dráh, ktoré nie je možné dosiahnuť len pomocou syntetickej biológie alebo samotnej vedy o materiáloch.“

Čo je polosyntetická fotosyntéza?

Semi-umelá fotosyntéza je relatívne nová oblasť výskumu, ktorá sa snaží znovu vytvoriť fotosyntézu pomocou zmesi syntetickej biológie a materiálovej vedy s dôrazom na aplikácie obnoviteľnej energie. Štúdia Cambridge sa zamerala na enzým nájdený v riasach nazývaných Hydrogenáza, ktorý sa používal na rozdelenie molekúl vodíka a vody v procese, ktorý sa prirodzene zastavil, pretože už nie je potrebné pre prežitie rias.

„Naša práca… poskytuje súbor nástrojov na vývoj budúcich polo-umelých systémov na premenu energie a„ opätovné zapojenie “iných fotosyntetických ciest,“ dodal Sokó. „Napríklad aplikácia polo-umelého tandemového systému by mohla byť rozšírená nad rámec reakcie rozdeľovania vody na fotokatalýzu širokej škály reakcií, ako je premena skleníkového plynu, CO2 na palivo.“

Pre túto chvíľu je zariadenie len dôkazom koncepcie. Sokó spracovalo, že je to „relatívne krehké“ pre priemyselné aplikácie. Povedala, že najviac povzbudivý stánok s jedlom môže byť to, že toľko rôznych výskumníkov s takými divoce odlišnými odbornými oblasťami dokázalo spolupracovať na riešení takéhoto dôležitého problému.

„Bolo to prekvapivo náročné, koľko rôznych multidisciplinárnych oblastí a odborností bolo potrebných na rozvoj tohto systému, vrátane materiálovej vedy, nanotechnológie, anorganickej chémie, syntetickej chémie a biochémie,“ povedala. „Trvalo mnoho rokov výskumu a spolupráce, aby sme získali dostatok vedomostí.“

Výskumní pracovníci považujú inovácie, ako sú tieto, za nevyhnutné nielen na zabezpečenie budúcnosti obnoviteľnej energie, ale aj na zabezpečenie toho, aby vesmírne lode budúcnosti mohli cestovať na dlhé vzdialenosti. V júli, medzinárodná skupina vedcov vytvorila dokument o tom, ako vykonávať fotoelektrochemické experimenty experimenty v prostredí s nulovou gravitáciou.

Cieľom tohto projektu je hľadať spôsoby, ako môžu výskumníci vykonávať experimenty, ako sú experimenty tímu Cambridge, ale vo vesmíre.

Ďalšie správy Sarah Sloat.