Cercetătorii au obținut energie prin fotosinteză semi-artificială, un proces prin care apa din plante este descompusă în hidrogen și oxigen. Noua metodă le-a permis să crească cantitatea de energie produsă.
Biologii au găsit o nouă modalitate de a folosi energia solară în scopuri bune. Schimbând mecanismul fotosintezei în plante, au învățat să împartă apa în hidrogen și oxigen, eliberând în același timp energie. Un articol despre acest lucru a fost publicat în Nature Energy.
Fotosinteza este în sine procesul de „convertire” a luminii solare în energie, pe care plantele o folosesc. Oxigenul este un produs secundar al descompunerii apei absorbite de plantă. Poate că fotosinteza este cea mai importantă reacție pentru toată viața de pe Pământ, deoarece produce aproape tot oxigenul din atmosfera planetei. Hidrogenul, care se formează și în timpul divizării apei în timpul fotosintezei, are potențialul de a fi o sursă de energie ecologică și inepuizabilă.
O echipă de cercetători condusă de academicieni de la Colegiul St. John de la Universitatea Cambridge a folosit lumina soarelui pentru a descompune apa în hidrogen și oxigen în timpul unui proces de fotosinteză artificială, pe care oamenii de știință au modificat-o cu componente biologice și noi tehnologii. Prin această metodă, plantele absorb mai multă lumină solară decât de obicei.
„Fotosinteza naturală este ineficientă, deoarece s-a dezvoltat exclusiv pentru supraviețuirea plantelor, astfel încât oferă energia minimă necesară - doar 1-2% din ceea ce poate da,” a comentat unul dintre autorii lucrării Katarzyna Sokol.
Fotosinteza artificială este de mai multe decenii, dar nu a fost niciodată folosită cu succes pentru a crea energie regenerabilă, deoarece se bazează pe acțiunea catalizatorilor scumpi și toxici. Din același motiv, nimeni nu a încercat să-l folosească la nivel industrial.
O configurație experimentală în care s-a realizat procesul de fotosinteză semi-artificială.
Studiul de la Cambridge face parte dintr-un efort pe scară largă de îmbunătățire a fotosintezei semi-artificiale cu scopul de a se îndrepta spre o fotosinteză complet artificială folosind enzime.
Video promotional:
O echipă de cercetători condusă de Sokol nu numai că a reușit să crească cantitatea de energie produsă și stocată, dar a activat și procesul de fotosinteză în alge, care este inactiv timp de milenii.
„Hidrogenază este o enzimă care se găsește în alge, care poate reduce numărul de protoni în hidrogen. În cursul evoluției, producția sa în alge a fost dezactivată, deoarece nu a fost necesară pentru supraviețuire. Am reușit să depășim această limitare și să obținem reacția dorită - împărțirea apei în hidrogen și oxigen”, a explicat Sokol.
Cercetatoarea spera ca tehnica dezvoltata de grupul ei sa fie aplicata sistemelor inovatoare de conversie a energiei solare. Este primul model care folosește cu succes hidrogenază și sisteme foto pentru un proces de fotosinteză semi-artificială declanșat în totalitate de lumina soarelui.
Acum doi ani, o adevărată descoperire în acest domeniu a fost crearea unui dispozitiv de fotosinteză artificială de către oamenii de știință de la Centrul de Cercetare Julich. Prototipul de lucru al dispozitivului era o mică unitate de sine stătătoare, cu o suprafață de lucru de doar 64 de centimetri pătrați.
Ksenia Murasheva
