Investigadors han utilitzat la fotosíntesi semi artificial per crear energia solar

Un dels esforços més llargs per no només desenvolupar més energia renovable, sinó també ajudar a mitigar el canvi climàtic eliminant el diòxid de carboni de l’atmosfera és un procés anomenat fotosíntesi artificial. Com el seu nom indica, aquest camp engloba els esforços per fer el que les plantes fan: dividir les molècules d’aigua en hidrogen d’energia i oxigen transpirable utilitzant la llum solar natural: nosaltres mateixos d'una manera que sigui més eficient energèticament.

Si els científics poden descobrir com recrear el procés en què les plantes converteixen el CO2 escalfant el clima en energia neta, podríem desenvolupar energies netes teòricament il·limitades, no només per a les persones del planeta Terra, sinó també per a les persones que (amb sort) un dia. necessita aire net i energia per explorar i desenvolupar estructures habitables a l’espai. És una ambició que com a mínim es remunta al 1912 Ciència paper, però hi ha hagut obstacles, és a dir, que requereix l’ús de catalitzadors cars i sovint contaminants.

Afortunadament, un grup d’investigadors del St. John’s College de la Universitat de Cambridge diuen que potser han descobert una solució alternativa dividint amb èxit les molècules d’oxigen i d'hidrogen a l’aigua utilitzant una barreja de processos naturals i tecnologies artificials. És un procés que anomenen fotosíntesi semi-artificial i diuen que podria ajudar a revolucionar el desenvolupament de l’energia renovable. Els seus resultats es van publicar dilluns a Naturalesa.

"La fotosíntesi natural es pot considerar com el pla biològic per a la conversió de l'energia solar a l'energia química i els combustibles solars", va explicar Katarzyna Sokó en un correu electrònic a Invers. "En comparació de la fotosíntesi natural, aquest nou sistema fa un ús més eficient de l'espectre de la llum solar, proporciona rendiments de conversió elevats i evita diverses vies metabòliques que competeixen, cosa que no es pot aconseguir mitjançant la biologia sintètica o la ciència de materials."

Què és la fotosíntesi semi-artificial?

La fotosíntesi semi artificial és un camp d'investigació relativament nou que tracta de recrear la fotosíntesi utilitzant una barreja de biologia sintètica i ciència de materials amb vista a aplicacions d'energia renovable. L’estudi de Cambridge es va centrar en un enzim que es va trobar a les algues anomenades Hidrogenasa, que feia servir per dividir molècules d’hidrogen i d’aigua en un procés que va deixar de produir-se de forma natural perquè ja no és necessari per a la supervivència d’algues.

"El nostre treball … proporciona la caixa d'eines per al desenvolupament de futurs sistemes semi-artificials per a la conversió d'energia i" reassignació "d'altres vies fotosintètiques", ha afegit Sokó. "Per exemple, l’aplicació del sistema de tàndem semi-artificial es podria ampliar més enllà de la reacció de separació d’aigua per fotocatatalitzar una àmplia gamma de reaccions, com ara la conversió del gas amb efecte d'hivernacle i el CO2 en un combustible".

Ara com ara, el dispositiu només és una prova de concepte. Sokó ha elaborat que és "relativament fràgil" per a aplicacions industrials. El més ànim de menjar, va dir, podria ser el fet que tants investigadors amb diferents àrees d’experiència tan diferents van poder col·laborar a resoldre un problema tan important.

"Va ser sorprenentment desafiar quants camps multidisciplinaris i àrees d’experiència van ser necessaris per desenvolupar aquest sistema, incloent la ciència de materials, la nanotecnologia, la química inorgànica, la química sintètica i la bioquímica", va dir. "Es van necessitar molts anys de recerca i col·laboració per obtenir coneixements suficients".

Els investigadors consideren que aquestes innovacions són essencials, no només per garantir un futur energètic renovable, sinó també per garantir que les naus espacials del futur puguin viatjar a llargues distàncies. El mes de juliol, un grup internacional de científics va produir un document sobre com realitzar experiments d'experiments fotoelectroquímics en ambients de gravetat zero.

L'objectiu d'aquest projecte és buscar maneres en què els investigadors puguin dur a terme experiments com el de l'equip de Cambridge, però a Space.

Informes addicionals de Sarah Sloat.