Para penyelidik memperoleh tenaga melalui fotosintesis separa buatan, proses di mana air dalam tumbuhan dipecah menjadi hidrogen dan oksigen. Kaedah baru membolehkan mereka meningkatkan jumlah tenaga yang mereka hasilkan.
Ahli biologi telah menemui cara baru untuk menggunakan tenaga suria untuk tujuan yang baik. Dengan mengubah mekanisme fotosintesis pada tanaman, mereka belajar membelah air menjadi hidrogen dan oksigen, sambil melepaskan tenaga. Artikel mengenai ini diterbitkan dalam Nature Energy.
Fotosintesis sendiri adalah proses "menukar" cahaya matahari menjadi tenaga, yang digunakan oleh tumbuhan. Oksigen adalah hasil sampingan dari penguraian air yang diserap oleh kilang. Mungkin fotosintesis adalah reaksi terpenting untuk semua kehidupan di Bumi, kerana ia menghasilkan hampir semua oksigen di atmosfer planet. Hidrogen, yang juga terbentuk semasa pemisahan air semasa fotosintesis, berpotensi menjadi sumber tenaga yang mesra alam dan tidak habis-habisnya.
Sekumpulan penyelidik yang diketuai oleh ahli akademik dari St John's College di Cambridge University menggunakan cahaya matahari untuk memecah air menjadi hidrogen dan oksigen semasa proses fotosintesis buatan, yang telah diperbaiki oleh saintis dengan komponen biologi dan teknologi baru. Dengan kaedah ini, tanaman menyerap lebih banyak cahaya matahari daripada biasa.
"Fotosintesis semula jadi tidak berkesan, kerana ia dikembangkan semata-mata untuk kelangsungan hidup tumbuh-tumbuhan, sehingga memberikan tenaga minimum yang diperlukan - hanya 1-2% dari apa yang berpotensi memberikannya," komentar salah seorang penulis karya Katarzyna Sokol.
Fotosintesis buatan telah wujud selama beberapa dekad, tetapi tidak pernah berjaya digunakan untuk menghasilkan tenaga yang boleh diperbaharui, kerana ia berdasarkan tindakan pemangkin yang mahal dan toksik. Atas sebab yang sama, tidak ada yang mencuba menggunakannya di peringkat industri.
Penyediaan eksperimen di mana proses fotosintesis separa buatan dijalankan.
Kajian Cambridge adalah sebahagian daripada usaha berskala besar untuk meningkatkan fotosintesis separa buatan dengan tujuan bergerak ke arah fotosintesis buatan sepenuhnya menggunakan enzim.
Video promosi:
Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Sokol tidak hanya dapat meningkatkan jumlah tenaga yang dihasilkan dan disimpan, tetapi juga mengaktifkan proses fotosintesis dalam alga, yang telah tidak aktif selama ribuan tahun.
Hydrogenase adalah enzim yang terdapat dalam alga yang dapat mengurangi jumlah proton dalam hidrogen. Dalam proses evolusi, pengeluarannya dalam alga dinonaktifkan, kerana tidak diperlukan untuk bertahan hidup. Kami dapat mengatasi batasan ini dan mencapai reaksi yang diinginkan - membelah air menjadi hidrogen dan oksigen,”jelas Sokol.
Penyelidik berharap teknik yang dikembangkan oleh kumpulannya dapat diterapkan pada sistem inovatif untuk menukar tenaga suria. Ini adalah model pertama yang berjaya menggunakan hidrogenase dan sistem fotos untuk proses fotosintesis separa buatan yang dicetuskan sepenuhnya oleh cahaya matahari.
Dua tahun lalu, satu kejayaan besar dalam bidang ini adalah penciptaan alat untuk fotosintesis buatan oleh saintis dari Pusat Penyelidikan Julich. Prototaip yang berfungsi pada peranti ini adalah unit mandiri kecil dengan luas permukaan kerja hanya 64 sentimeter persegi.
Ksenia Murasheva
