เทคนิคผสมผสานเทคโนโลยีออร์แกนิกและสังเคราะห์เพื่อควบคุมพลังงานของดวงอาทิตย์

เห็นได้ชัดว่าพืชมีหลายสิ่งหลายอย่างที่จะสอนเราเกี่ยวกับพลังงานสีเขียว

นักวิจัยทั่วโลกกำลังทุ่มเททั้งเวลาและพลังงานให้กับกระบวนการที่เรียกว่า การสังเคราะห์ด้วยแสงประดิษฐ์. มันเหมือนกับเสียงของมันมาก อุปกรณ์ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมจะรับปัจจัยต่างๆ เช่น แสงแดด น้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และปั่นคาร์โบไฮเดรตและออกซิเจนออกมา ซึ่งสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้

หากประสบความสำเร็จ การสังเคราะห์ด้วยแสงเทียมจะเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ได้ประโยชน์ทั้งสองฝ่าย โดยสามารถเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน และใช้ประโยชน์จากคาร์บอนไดออกไซด์ที่แยกจากพืชเชื้อเพลิงฟอสซิล เรายังไปไม่ถึงแต่ ความก้าวหน้าในทศวรรษที่ผ่านมา ได้นำไอน้ำที่ได้รับการปรับปรุงใหม่มาสู่การแสวงหาเทคนิคการสังเคราะห์แสงประดิษฐ์ที่มีประสิทธิภาพทางวิทยาศาสตร์

ปัจจุบัน นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้บุกเบิกวิธีการที่คล้ายกันในการควบคุมพลังงานจากดวงอาทิตย์ ด้วยการรวมชิ้นส่วนอินทรีย์และสังเคราะห์เข้าด้วยกันในกระบวนการที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง "กึ่งเทียม" พวกเขาจึงได้พัฒนา การพิสูจน์แนวคิดที่สามารถแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนโดยใช้กลไกการสังเคราะห์แสงดัดแปลงจาก พืช. ความหวังของพวกเขาคือสามารถนำเทคนิคนี้ไปใช้เพื่อช่วยสนับสนุนระบบพลังงานแสงอาทิตย์ได้ พวกเขาได้

“การสังเคราะห์ด้วยแสงกึ่งประดิษฐ์เป็นสาขาเกิดใหม่ที่เชื่อมโยงชีววิทยาสังเคราะห์และวัสดุศาสตร์เพื่อการแปลงและกักเก็บพลังงานที่ยั่งยืน” Katarzyna Sokół ปริญญาเอกจากเคมบริดจ์ นักศึกษาและผู้เขียนรายงานฉบับนี้คนแรกบอกกับ Digital Tends “สาขาใหม่นี้รวมเอาส่วนประกอบที่เป็นประโยชน์ของระบบเทียม เช่น อิเล็กโทรด วัสดุนาโน สารสังเคราะห์ สีย้อมและโพลีเมอร์ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพจากธรรมชาติ เช่น เอนไซม์ เพื่อสังเคราะห์เชื้อเพลิงจากแสงอาทิตย์ เช่น ไฮโดรเจน”

ปัญหาของการสังเคราะห์ด้วยแสงเทียมที่ตรงไปตรงมาคือ มักถูกจำกัดด้วยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาสังเคราะห์เพื่อแยกไฮโดรเจนและออกซิเจน สิ่งเหล่านี้อาจเป็นทั้งพิษและค่าใช้จ่ายสูง ในการศึกษาของเคมบริดจ์ นักวิจัยใช้เอนไซม์อินทรีย์เพื่อเอาชนะอุปสรรคนี้

อุปกรณ์สังเคราะห์แสงกึ่งเทียมผสมผสานชิ้นส่วนสังเคราะห์ที่ปรับแต่งและจัดการได้ง่ายด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์ที่ค่อนข้างมีประสิทธิภาพที่พบในพืช ผลลัพธ์คือ "เป็นระบบแบบจำลองในการสร้างอุปกรณ์สังเคราะห์แสงกึ่งเทียมที่เกี่ยวข้องกับการแปลงและกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ในรูปของเชื้อเพลิง เช่น ไฮโดรเจน" Sokół อธิบาย

เธอเสริมว่าระบบนี้เป็นการพิสูจน์แนวคิดและเปราะบางเกินไปสำหรับการใช้งานเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ในปัจจุบัน ก้าวไปข้างหน้า ทีมวิจัยจะตรวจสอบว่าพวกเขาสามารถแทนที่เอนไซม์ที่เปราะบางด้วยเซลล์สังเคราะห์แสงที่แข็งแกร่งและเสถียรมากขึ้นได้หรือไม่

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• 'นาฬิกาแดดที่ใหญ่ที่สุดในโลก' จะเพิ่มเป็นสองเท่าในฐานะผู้ให้บริการพลังงานสีเขียว
• เทคโนโลยีการขุดเจาะใหม่สามารถดึงพลังงานความร้อนใต้พิภพของโลกได้โดยการละลายผ่านหิน
• Google พบวิธีใช้ A.I. เพื่อเพิ่มคุณประโยชน์ของพลังงานลม

อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร