آخرین برگ مصنوعی ساخته شده، ۱۰ برابر موثرتر از فتوسنتز طبیعی

Print Friendly

در طول چند سال گذشته، گام های بزرگی در ساخت برگ های مصنوعی که بتوانند همچون همتایان طبیعی خود توانايي تولید انرژی از آب و نور خورشید را داشته باشند برداشته شده است. در سال ۲۰۱۱ اولین و مقرون به صرفه ترين برگ مصنوعی پایدار ساخته شد، و در سال ۲۰۱۳ اولين دستگاهي که با استفاده از انرژي اين برگ ها کار مي کند ساخته شد و حالا دانشمندان دانشگاه هاروارد نمونه جديد و توسعه يافته اي را به نام “برگ مصنوعی ۲٫۰” ساخته اند که، باعث افزایش راندمان سیستم فتوسنتز فراتر از قابلیت های نمونه هاي طبیعي شده است، و استفاده از آن مي تواند برای اولین بار در جهان منجر به تولید سوخت های مایع شود .

محققان در دانشگاه هاروارد یک نسخه کارآمد تر از برگ مصنوعی ساخته اند که می تواند نور خورشید و آب را به برق و سوخت های مایع تبدیل کند

این پروژه کار مشترک دانیل نوسرا از تیم تحقیقاتی در نسخه های قبلی و پاملا سيلور استاد بیوشیمی و زیست شناسی در دانشکده پزشکی هاروارد است.

مانند نسخه های قبلی، برگ مصنوعی ۲٫۰ نيز با قرار گرفتن در آب و جذب انرژی خورشیدی، قادر به تقسیم مولکول های آب به گازهای تشکيل دهنده جزء، هیدروژن و اکسیژن است. بنابراين می توان با استفاده از آن در سلول های سوختی برق تولید کرد.

در نمونه قديمي از نوعي کاتالیزور ساخته شده از آلياژ نیکل مولیبدن و روی برای تولید هیدروژن استفاده مي شد و گونه های اکسیژن فعال، که باعث نابودي DNA باکتری موجود در اين عمليات مي شد. اين نابودي باعث کاهش بازدهي سيستم مي شد زيرا محققان مجبور بودند برای اجرای اين فرايند سیستم از یک ولتاژ بالاتر برای غلبه بر اين مسئله استفاده کنند.

نوسرا مي گويد:”برای مقبله با اين مشکل از یک کاتالیزور آلیاژ کبالت و فسفر استفاده کرديم، که نشان داد مي تواند از گونه های اکسیژن فعال بهتر عمل کند. اين کاتاليزور به ما اجازه ميدهد که با ولتاژ پایین تر اين عمليات انجام شود بنابراين افزایش قابل توجهی در بهره وری ايجاد مي کند.”

با استفاده از این کاتالیزور جدید، سیستم قادر به تبدیل نور خورشید به زیست توده با ۱۰ درصد بهره وری بيشتر مي شود که ۱۰ برابر بيشتر از گیاهان، و کارآمدتر است. اما این تنها کاربرد بالقوه برای این فن آوری نیست.

در حال حاضر، محققان نشان داده اند که چگونه مي توان سیستم را برای ایجاد ترکیبات مانند ایزوبوتانول، isopentanol و PHB، پیشرو در بیو پلاستیک استفاده کرد.

در حالی که احتمال بیشتری برای افزایش بهره وری وجود دارد، این تیم می گوید که در حال حاضر کار بر روي برنامه های کاربردی تجاری سازي انجام مي دهد.

نتایج این تحقيقات در آخرین شماره از مجله Science چاپ شده است.

منبع: دانشگاه هاروارد

0 مي پسندم

به اشتراک گذاری این مقاله


مطالب مرتبط

پاسخ دهید

براي ثبت ديدگاه خود مي توانيد با يکي از اکانت هاي خود وارد شويد



نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *