من الواضح أن النباتات لديها الكثير لتعلمنا إياه عن الطاقة الخضراء.
يستثمر الباحثون في جميع أنحاء العالم الوقت والطاقة في عملية تُعرف باسم التمثيل الضوئي الاصطناعي. إنه يشبه إلى حد كبير ما يبدو عليه الأمر. تأخذ الأجهزة الهندسية مدخلات مثل ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون (CO2)، وتنتج الكربوهيدرات والأكسجين، والتي يمكن استخدامها كوقود.
مقاطع الفيديو الموصى بها
إذا نجحت عملية التمثيل الضوئي الاصطناعي، فإنها ستكون حلاً مربحًا للجانبين، حيث يمكن أن توفر مصدرًا متجددًا للطاقة والاستفادة من ثاني أكسيد الكربون المحتجز من محطات الوقود الأحفوري. لم نصل إلى هناك بعد ولكن التقدم خلال العقد الماضي لقد وضع زخمًا متجددًا في السعي العلمي لتقنية التمثيل الضوئي الاصطناعي الفعالة.
متعلق ب
- تسخير الظلام: السباق لحل أكبر مشكلة في الطاقة الشمسية
- هل ستقوم مزرعة شمسية عملاقة جديدة في تكساس بتسخير أشعة الشمس لتحضير البيرة؟
والآن، ابتكر باحثون من جامعة كامبريدج طريقة مماثلة لاستغلال طاقة الشمس. ومن خلال الجمع بين الأجزاء العضوية والاصطناعية في عملية تسمى التمثيل الضوئي "شبه الاصطناعي"، فقد طوروا أ إثبات للمفهوم الذي يمكنه تقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام آليات التمثيل الضوئي المعدلة من النباتات. ويأملون أن يتم تطبيق هذه التقنية للمساعدة في تعزيز أنظمة الطاقة الشمسية. لقد فعلوا
تفصيل أبحاثهم في بحث نُشر مؤخرًا في مجلة Nature Energy."التمثيل الضوئي شبه الاصطناعي هو مجال ناشئ يربط بين البيولوجيا التركيبية وعلوم المواد من أجل تحويل وتخزين الطاقة المستدامة،" كاتارزينا سوكول، حاصلة على درجة الدكتوراه في جامعة كامبريدج. قال الطالب والمؤلف الأول للورقة لـ Digital Tends. "يجمع هذا المجال الجديد بين المكونات المفيدة للأنظمة الاصطناعية مثل الأقطاب الكهربائية والمواد النانوية والمواد الاصطناعية الأصباغ، والبوليمرات مع المحفزات الحيوية الطبيعية، مثل الإنزيمات، لتصنيع الوقود الشمسي، مثل هيدروجين."
تكمن مشكلة عملية التمثيل الضوئي الاصطناعي المباشرة في أنها غالبًا ما تكون محدودة باستخدام المحفزات الاصطناعية لفصل الهيدروجين والأكسجين. يمكن أن تكون هذه سامة ومكلفة. وفي دراسة كامبريدج، استخدم الباحثون الإنزيمات العضوية للتغلب على هذه العقبة.
يجمع جهاز التمثيل الضوئي شبه الاصطناعي بين الأجزاء الاصطناعية التي يسهل ضبطها ومعالجتها مع المحفزات العضوية الفعالة نسبيًا الموجودة في النباتات. وأوضح سوكول أن النتيجة هي "نظام نموذجي لبناء أجهزة التمثيل الضوئي شبه الاصطناعية ذات الصلة بتحويل الطاقة الشمسية وتخزينها في شكل وقود، مثل الهيدروجين".
وأضافت أن النظام يعد دليلاً على المفهوم وهو هش للغاية بالنسبة لتطبيقات تكنولوجيا الطاقة الشمسية الحالية واسعة النطاق. للمضي قدمًا، سيقوم فريق البحث بالتحقيق فيما إذا كان بإمكانهم استبدال الإنزيم الهش بخلايا التمثيل الضوئي الأكثر قوة واستقرارًا.
توصيات المحررين
- "أكبر مزولة شمسية في العالم" تتضاعف كمزود للطاقة الخضراء
- يمكن لتقنية الحفر الجديدة الاستفادة من الطاقة الحرارية الأرضية للأرض عن طريق ذوبان الصخور
- لقد وجدت Google طريقة لاستخدام الذكاء الاصطناعي. لتعزيز فائدة طاقة الرياح
ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.
