Vedci získali energiu z čiastočne umelej fotosyntézy, procesu, pri ktorom sa voda v rastlinách rozkladá na vodík a kyslík. Nová metóda im umožnila zvýšiť množstvo vyrobenej energie.
Biológovia našli nový spôsob využívania slnečnej energie na dobré účely. Zmenou mechanizmu fotosyntézy v rastlinách sa naučili štiepiť vodu na vodík a kyslík, pričom uvoľňovali energiu. Článok o tom bol uverejnený v publikácii Nature Energy.
Fotosyntéza je sama osebe procesom premeny slnečného svetla na energiu, ktorú rastliny používajú. Kyslík je vedľajší produkt rozkladu vody absorbovanej rastlinou. Možno je fotosyntéza najdôležitejšou reakciou pre celý život na Zemi, pretože produkuje takmer všetok kyslík v atmosfére planéty. Vodík, ktorý sa vytvára aj pri štiepení vody počas fotosyntézy, má potenciál byť ekologickým a nevyčerpateľným zdrojom energie.
Tím vedcov vedený akademikmi z St. John's College na Cambridge University použil slnečné svetlo na rozloženie vody na vodík a kyslík počas procesu umelej fotosyntézy, ktorú vedci vylepšili biologickými zložkami a novými technológiami. Týmto spôsobom rastliny absorbujú viac slnečného svetla ako obvykle.
„Prírodná fotosyntéza je neúčinná, pretože sa vyvinula výlučne na prežitie rastlín, takže poskytuje minimálnu potrebnú energiu - iba 1 - 2% z toho, čo môže potenciálne rozdať,“komentoval jeden z autorov diela Katarzyna Sokol.
Umelá fotosyntéza existuje už mnoho desaťročí, ale nikdy sa úspešne nevyužívala na výrobu obnoviteľnej energie, pretože je založená na pôsobení drahých a toxických katalyzátorov. Z toho istého dôvodu sa nikto nepokúsil použiť ho na priemyselnej úrovni.
Experimentálne usporiadanie, v ktorom sa uskutočňoval proces polo umelej fotoytézy.
Štúdia v Cambridge je súčasťou rozsiahleho úsilia o zlepšenie semi-umelej fotosyntézy s cieľom posunúť sa smerom k úplne umelej fotosyntéze pomocou enzýmov.
Propagačné video:
Výskumný tím pod vedením Sokola dokázal nielen zvýšiť množstvo vyrobenej a uskladnenej energie, ale aktivoval aj proces fotosyntézy v riasach, ktorý je už tisícročia neaktívny.
„Hydrogenáza je enzým nachádzajúci sa v riasach, ktorý môže znížiť počet protónov vo vodíku. V priebehu evolúcie bola jeho výroba v riasach deaktivovaná, pretože nebola potrebná na prežitie. Podarilo sa nám prekonať toto obmedzenie a dosiahnuť požadovanú reakciu - rozdelenie vody na vodík a kyslík, “vysvetlil Sokol.
Vedkyňa dúfa, že technika vyvinutá jej skupinou bude použitá na inovatívne systémy na premenu slnečnej energie. Je to prvý model, ktorý úspešne používa hydrogenázu a fotosystémy pre proces umelej fotosyntézy vyvolanej výlučne slnečným žiarením.
Pred dvoma rokmi bol skutočným prielomom v tejto oblasti vytvorenie zariadenia na umelú fotosyntézu vedcami z Julichovho výskumného centra. Pracovným prototypom zariadenia bola malá samostatná jednotka s pracovnou plochou iba 64 štvorcových centimetrov.
Ksenia Murasheva