دستگاه فتوسنتز مصنوعی ابداع شد
نیو وبلاگ: دانشمندان دانشگاه كمبریج یك دستگاه فتوسنتز مصنوعی ابداع نموده اند كه از فتوسنتز طبیعی باعث جذب نور خورشید بیشتری می گردد.
به گزارش نیو وبلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از گیزمگ، توانایی بازسازی و تقویت روند فتوسنتز كه گیاهان نور خورشید را به سوخت های قابل استفاده تبدیل می كنند، به معنای دستاوردی بزرگ برای پیگیری انرژی تجدیدپذیر است.
محققان سراسر جهان این اواخر به پیشرفت های زیادی در این زمینه دست یافته اند، اما یك گروه از محققان دانشگاه كمبریج می گویند كه می توانند نتایج بهتری را با فعال سازی مجدد یك مكانیزم طبیعی كه طی میلیاردها سال فرگشت گیاه از بین رفته، تولید كنند.
گیاهان در طبیعت، نور خورشید، كربن دی اكسید و آب را به كربوهیدرات ها، پروتئین ها و چربی ها تبدیل می كنند تا با اكسیژنی كه بعنوان یك محصول جانبی تولید می شود، بقای خویش را تضمین كنند.
سیستم های فتوسنتز مصنوعی تجربی كه شامل برگ های مصنوعی و سلول های فوتوالكتروشیمیایی الهام گرفته از پروانه می باشند، از سلول های خورشیدی پیشرفته برای تجزیه آب به اكسیژن و هیدروژن استفاده می نمایند كه می تواند به لحاظ نظری به یك سلول سوختی تبدیل و برای تولید برق استفاده گردد.
مشكل این است كه كاتالیزورهای مورد نیاز جهت راه اندازی این فرآیند، اغلب از موادی هستند كه گران و سمی هستند. این بدان مفهوم است كه آنها می توانند بعنوان تكنولوژی های مدرن مفهومی در آزمایشگاه كار كنند، اما زمانی كه دانشمندان تلاش می كنند آن را به استفاده صنعتی نزدیك كنند، مشكل ساز می شوند.
دانشمندان دانشگاه كمبریج در حال توسعه چیزی هستند كه بعنوان "فتوسنتز نیمه مصنوعی" شناخته می شود. همانطور كه از نام آن برمی آید، این تكنیك از اجزای ساخته انسان بهره می جوید و آنها را با اجزای طبیعی برای تولید نتایج بهتر تركیب می كند.
در این مورد، این مولفه های طبیعی شامل مكانیزم های بیولوژیكی هستند كه با استفاده از فرگشت به علت انرژی اضافی بوجود آمده توسط گیاهان از بین رفته اند.
"كاتارزینا سوكول" نویسنده اول این مطالعه می گوید: فتوسنتز طبیعی، كارآمد نیست، چونكه تنها برای زنده ماندن فرگشت یافته است. ازاین رو حداقل مقدار انرژی مورد نیاز یعنی حدود 1 تا 2 درصد از آنچه كه می تواند به صورت بالقوه تبدیل و ذخیره شود، تولید می گردد.
سوكول و گروهش یك سلول فوتوالكتریك توسعه داده اند كه سیستم فتوسنتز جذب نور قرمز و آبی را با آنزیم "هیدروژناز"(Hydrogenase)، آنزیمی كه در جلبك ها با خواص فتوسنتز یافت می شود، متصل می كند. این تركیب از عوارض جانبی سمی استفاده از كاتالیزور مصنوعی اجتناب می كند و منجر به نتایجی امیدوار كننده می گردد.
سوكول می گوید: "هیدروژناز یك آنزیم موجود در جلبك است كه قادر به كاهش پروتون ها در هیدروژن است. این فرآیند طی روند فرگشت غیرفعال شده است، چونكه برای بقای گیاه ضروری نیست، اما ما موفق شدیم از آن برای دستیابی به واكنشی كه می خواستیم، یعنی تجزیه آب به هیدروژن و اكسیژن استفاده نماییم.
همانند دیگر كارها در این زمینه، سیستم ابداعی محققان دانشگاه كمبریج هم اكنون یك اثبات مفهومی است، اما محققان می گویند كه دستگاه های فعلی را با عنایت به مقدار انرژی تولید شده و ذخیره شده و هم جذب بیشتر نور خورشید از فتوسنتز طبیعی، بهبود می بخشد.
سوكول می گوید: هیجان انگیز است كه ما می توانیم به صورت انتخابی فرآیندهایی را كه می خواهیم انتخاب نماییم و واكنش هایی را كه می خواهیم و در طبیعت غیرقابل دسترس است، به دست آوریم. این می تواند یك پلت فرم عالی برای توسعه فناوری های خورشیدی باشد.
وی اضافه كرد: این رویكرد می تواند مورد استفاده قرار گیرد تا با واكنش های دیگر مرتبط شود تا ببینیم چه چیزی می تواند صورت گیرد، این واكنش ها را بررسی نماییم و سپس قطعات مصنوعی و قوی تری را برای فناوری انرژی خورشیدی تولید نماییم.
این تحقیق در مجله Nature Energy منتشر گردید.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب