Forskarna erhöll energi genom semi-artificiell fotosyntes, en process genom vilken vatten i växter bryts ned till väte och syre. Den nya metoden gjorde det möjligt för dem att öka mängden energi de producerade.
Biologer har hittat ett nytt sätt att använda solenergi för goda ändamål. Genom att ändra fotosyntesmekanismen i växter lärde de sig att dela upp vatten i väte och syre, medan de släppte energi. En artikel om detta publicerades i Nature Energy.
Fotosyntes är i sig själva processen att "omvandla" solljus till energi, som växter använder. Syre är en biprodukt från nedbrytningen av vatten som absorberas av växten. Kanske är fotosyntes den viktigaste reaktionen för allt liv på jorden, eftersom det producerar nästan allt syre i planetens atmosfär. Väte, som också bildas vid vattendelning under fotosyntes, kan vara en miljövänlig och outtömlig energikälla.
Ett team av forskare under ledning av akademiker från St. John's College vid Cambridge University använde solljus för att bryta ner vatten till väte och syre under en process med konstgjord fotosyntes, som forskare har justerat med biologiska komponenter och ny teknik. Med denna metod absorberar växterna mer solljus än vanligt.
"Naturlig fotosyntes är ineffektiv, eftersom den enbart utvecklats för att växa överlevnad, så den ger den minsta nödvändiga energin - endast 1-2% av vad den potentiellt kan ge ut," kommenterade en av författarna till verket Katarzyna Sokol.
Konstgjord fotosyntes har funnits i många decennier, men den har aldrig framgångsrikt använts för att skapa förnybar energi, eftersom den är baserad på verkan av dyra och giftiga katalysatorer. Av samma anledning försökte ingen använda den på industriell nivå.
En experimentell uppsättning där processen för semikonstitiv fotosytes genomfördes.
Cambridge-studien är en del av en storskalig ansträngning för att förbättra semikonstitiv fotosyntes med målet att gå mot helt artificiell fotosyntes med hjälp av enzymer.
Kampanjvideo:
Ett team av forskare under ledning av Sokol kunde inte bara öka mängden producerad och lagrad energi utan aktiverade också fotosyntesprocessen i alger, som har varit inaktiva i årtusenden.
”Hydrogenas är ett enzym som finns i alger som kan minska antalet protoner i väte. Under utvecklingen avaktiverades dess produktion i alger eftersom den inte var nödvändig för överlevnad. Vi kunde övervinna denna begränsning och uppnå den önskade reaktionen - dela vatten i väte och syre,”förklarade Sokol.
Forskaren hoppas att den teknik som utvecklats av hennes grupp kommer att tillämpas på innovativa system för omvandling av solenergi. Det är den första modellen som framgångsrikt använder hydras och fotosystem för en halvkulturell fotosyntesprocess som utlöses helt av solljus.
För två år sedan var ett verkligt genombrott inom detta område skapandet av en anordning för konstgjord fotosyntes av forskare från Julich Research Center. Arbetsprototypen för enheten var en liten fristående enhet med en arbetsyta på endast 64 kvadratcentimeter.
Ksenia Murasheva
