A félig mesterséges fotoszintézissel a napfény üzemanyaggá alakítható

A napenergia felhasználására tett kísérletek egy új módszer felfedezéséhez vezettek, ami a növények fotoszintézisének egy változata, amivel a vizet hidrogénné és oxigénné lehet bontani.

A növények a fotoszintézis segítségével képesek felhasználni a napfényt. A folyamat során a növény által felszívott víz ‘lebontásakor’ oxigén szabadul fel, ami azért fontos mivel az így keletkezett oxigén szinte az összes légköri oxigén forrása. A víz bontása során felszabaduló hidrogén pedig egy környezetbarát megújuló energiaforrás lehet.

A St John’s College és a Cambridge Egyetem új kutatásában félig mesterséges fotoszintézist használtak arra, hogy új módszereket találjanak a napenergia termelésre és elraktározásra. A kutatóknak sikerült a természetes napfény felhasználásával hidrogénné és oxigénné bontani a vizet, amihez a biológiai folyamatokat különböző mesterséges technológiákkal kombináltak.

A kutatásban meg van a lehetőség arra, hogy forradalmasítsák a megújuló energiatermelést. Tanulmányukban a kutatók leírják, hogy hogyan érték el a rendszer által biztosított külső beavatkozást nem igénylő napfény által hajtott víz bontást. A módszer ezen felül több napfényt tudott elnyelni, mint a természetes fotoszintézis.

“A természetes fotoszintézis nem hatékony, mivel mindössze a túlélés érdekében alakult ki, emiatt a lehetséges legkevesebb energiát állítja csak elő – ami megközelítőleg csupán 1-2 százaléka a lehetséges átalakítható és eltárolható energiának,” mondta Katarzyna Sokol, a tanulmány első szerzője.

A mesterséges fotoszintézis már évtizedek óta egy vizsgált téma, azonban eddig a folyamathoz használt katalizátorok költsége és környezetkárosító hatása miatt a módszer használata nem terjedt el. A mostani felfedezés megoldást jelent ezekre a problémákra és lehetővé teszi, hogy a technológiát ipari méretekre is felnagyítsák.

A csapat egy félmesterséges fotoszintézist használt, ami azáltal ad megoldást a korábbi teljesen mesterséges fotoszintézises technológiák problémájára, hogy a reakciókat enzimek segítségével hajtja végre. A kutatóknak nem csak módszer hatásfokát sikerült megemelni, hanem egy több millió éve szunnyadó folyamatot is el tudtak indítani az általuk vizsgált algában.

“A hidrogenéz az algában jelen lévő enzim, ami képes a protonokat hidrogénné redukálni. A fejlődésük során ezt a folyamatot deaktiválták, mivel a túléléshez nem volt rá szükségük, viszont mi sikeresen megkerültük ezt az inaktivitást és elértük az általunk kívánt reakciót – a víz hidrogénné és oxigénné történő bontását,” mondta Sokol.

A kutatók reményei szerint az új technológia egy új irányvonalat jelenthet a napelemek terén illetve a már létező módszerekkel kiegészítve az eddigi legnagyobb hatásfokkal teheti lehetővé a napfény elektromossággá történő alakítását.

Forrás: nature.com

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.