Raziskovalci so pridobivali energijo s pomočjo pol-umetne fotosinteze, procesa, s katerim se voda v rastlinah razgradi na vodik in kisik. Nova metoda jim je omogočila povečanje količine proizvedene energije.
Biologi so našli nov način, kako sončno energijo uporabiti v dobre namene. S spremembo mehanizma fotosinteze v rastlinah so se naučili deliti vodo na vodik in kisik, hkrati pa sproščati energijo. Članek o tem je bil objavljen v reviji Nature Energy.
Fotosinteza je sama po sebi proces "pretvorbe" sončne svetlobe v energijo, ki jo rastline uporabljajo. Kisik je stranski produkt razkroja vode, ki ga rastlina absorbira. Morda je fotosinteza najpomembnejša reakcija za vse življenje na Zemlji, saj proizvede skoraj ves kisik v atmosferi planeta. Vodik, ki nastaja tudi med cepitvijo vode med fotosintezo, ima lahko okolju prijazen in neizčrpen vir energije.
Skupina raziskovalcev pod vodstvom akademikov iz St. John's Collegea na univerzi Cambridge je uporabila sončno svetlobo za razgradnjo vode v vodik in kisik med postopkom umetne fotosinteze, ki so ga znanstveniki prepletali z biološkimi komponentami in novimi tehnologijami. S to metodo rastline absorbirajo več sončne svetlobe kot običajno.
"Naravna fotosinteza je neučinkovita, saj se je razvila izključno za preživetje rastlin, zato zagotavlja minimalno potrebno energijo - le 1-2% tistega, kar lahko odda," je komentirala ena od avtoric dela Katarzyna Sokol.
Umetna fotosinteza obstaja že več desetletij, vendar je nikoli ni bila uspešno uporabljena za ustvarjanje obnovljive energije, saj temelji na delovanju dragih in strupenih katalizatorjev. Iz istega razloga tega nihče ni poskušal uporabljati na industrijski ravni.
Eksperimentalna postavitev, v kateri je bil izveden postopek pol-umetne fotosisteze.
Študija Cambridge je del obsežnega prizadevanja za izboljšanje pol-umetne fotosinteze s ciljem, da se premaknemo k popolnoma umetni fotosintezi z uporabo encimov.
Promocijski video:
Skupina raziskovalcev pod vodstvom Sokola ni le uspela povečati količine proizvedene in shranjene energije, ampak je tudi aktivirala postopek fotosinteze v algah, ki je bil že tisočletja neaktiven.
„Hidrogenaza je encim, ki ga najdemo v algah in lahko zmanjša število protonov v vodiku. Med evolucijo je bila njegova proizvodnja v algah izključena, saj za preživetje ni bila potrebna. To omejitev smo lahko premagali in dosegli želeno reakcijo - cepljenje vode na vodik in kisik, je pojasnil Sokol.
Raziskovalka upa, da bo tehnika, ki jo je razvila njena skupina, uporabljena za inovativne sisteme za pretvorbo sončne energije. Je prvi model, ki uspešno uporablja hidrogenazo in fotosisteme za postopek pol-umetne fotosinteze, ki jo v celoti sproži sončna svetloba.
Pred dvema letoma je bil na tem področju pravi preboj ustvarjanje naprave za umetno fotosintezo znanstvenikov iz raziskovalnega centra Julich. Delovni prototip naprave je bila majhna samostojna enota z delovno površino le 64 kvadratnih centimetrov.
Ksenia Murasheva