Pflanzen können uns offenbar viel über grüne Energie lehren.
Forscher auf der ganzen Welt investieren Zeit und, nun ja, Energie in einen Prozess namens künstliche Photosynthese. Es ist sehr ähnlich, wie es sich anhört. Technische Geräte nehmen Inputs wie Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid (CO2) auf und produzieren Kohlenhydrate und Sauerstoff, die als Brennstoff verwendet werden können.
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Im Erfolgsfall wäre die künstliche Photosynthese eine Win-Win-Lösung – sie könnte eine erneuerbare Energiequelle bereitstellen und das aus fossilen Brennstoffanlagen abgeschiedene CO2 nutzen. Wir sind noch nicht am Ziel Fortschritte im letzten Jahrzehnt hat der wissenschaftlichen Suche nach einer effizienten künstlichen Photosynthesetechnik neuen Schwung verliehen.
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Jetzt haben Forscher der Universität Cambridge eine ähnliche Methode zur Nutzung der Sonnenenergie entwickelt. Durch die Kombination organischer und synthetischer Teile in einem Prozess namens „halbkünstliche“ Photosynthese haben sie eine entwickelt Proof of Concept, der mithilfe modifizierter Photosynthesemechanismen Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spalten kann Pflanzen. Sie hoffen, dass die Technik zur Stärkung von Solarenergiesystemen eingesetzt werden kann. Sie haben
detailliert ihre Forschung in einem Artikel, der kürzlich in der Zeitschrift Nature Energy veröffentlicht wurde.„Halbkünstliche Photosynthese ist ein aufstrebendes Gebiet, das synthetische Biologie und Materialwissenschaften für eine nachhaltige Energieumwandlung und -speicherung verbindet“, sagt Katarzyna Sokół, Doktorandin in Cambridge. Student und Erstautor der Arbeit, sagte Digital Tends. „Dieses neue Feld vereint nützliche Komponenten künstlicher Systeme wie Elektroden, Nanomaterialien und synthetische.“ Farbstoffe und Polymere mit Biokatalysatoren der Natur, wie Enzymen, für die Synthese von Solarbrennstoffen, wie z Wasserstoff."
Das Problem bei der einfachen künstlichen Photosynthese besteht darin, dass sie oft durch den Einsatz synthetischer Katalysatoren zur Spaltung von Wasserstoff und Sauerstoff eingeschränkt wird. Diese können sowohl giftig als auch kostspielig sein. In der Cambridge-Studie nutzen die Forscher organische Enzyme, um dieses Hindernis zu überwinden.
Das halbkünstliche Photosynthesegerät kombiniert synthetische Teile, die leicht abzustimmen und zu manipulieren sind, mit relativ effizienten organischen Katalysatoren, die in Pflanzen vorkommen. Das Ergebnis ist „ein Modellsystem zum Bau halbkünstlicher Photosynthesegeräte, die für die Umwandlung und Speicherung von Sonnenenergie in Form von Brennstoffen wie Wasserstoff relevant sind“, erklärte Sokół.
Sie fügte hinzu, dass das System ein Machbarkeitsnachweis sei und für aktuelle groß angelegte Solartechnologieanwendungen zu fragil sei. In Zukunft wird das Forschungsteam untersuchen, ob es das fragile Enzym durch robustere und stabilere Photosynthesezellen ersetzen kann.
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