دانشمندان دانشگاه کمبریج یک دستگاه فتوسنتز مصنوعی اختراع کرده‌اند که از فتوسنتز طبیعی موجب جذب نور خورشید بیشتری می‌شود.
دستگاه فتوسنتز مصنوعی اختراع شد
عبارات مهم : انرژی
به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، توانایی بازسازی و تقویت روند فتوسنتز که گیاه های نور خورشید را به سوخت های قابل استفاده تبدیل می کنند، به معنای دستاوردی بزرگ جهت پیگیری انرژی تجدیدپذیر است.
محققان سراسر دنیا این آخرهای به پیشرفت های زیادی در این زمینه دست یافته اند، ولی یک گروه از محققان دانشگاه کمبریج می گویند که می توانند نتیجه های بهتری را با فعال سازی مجدد یک مکانیزم طبیعی که طی میلیاردها سال فرگشت گیاه از بین رفته، تولید کنند.
دستگاه فتوسنتز مصنوعی اختراع شد
گیاهان در طبیعت، نور خورشید، کربن دی اکسید و آب را به کربوهیدرات ها، پروتئین ها و چربی ها تبدیل می کنند تا با اکسیژنی که به عنوان یک محصول جانبی تولید می شود، بقای خود را تضمین کنند.
سیستم های فتوسنتز مصنوعی تجربی که مشمول بر برگ های مصنوعی و سلول های فوتوالکتروشیمیایی الهام گرفته از پروانه می باشند، از سلول های خورشیدی پیشرفته جهت تجزیه آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده می کنند که می تواند به لحاظ نظری به یک سلول سوختی تبدیل و جهت تولید برق استفاده شود.
دانشمندان دانشگاه کمبریج یک دستگاه فتوسنتز مصنوعی اختراع کرده‌اند که از فتوسنتز طبیعی موجب جذب نور خورشید بیشتری می‌شود.
مشکل این است که کاتالیزورهای مورد نیاز جهت راه اندازی این فرآیند، اغلب از موادی هستند که گران و سمی هستند. این بدان معنی است که آنها می توانند به عنوان تکنولوژی های مدرن مفهومی در آزمایشگاه کار کنند، ولی زمانی که دانشمندان تلاش می کنند آن را به استفاده صنعتی نزدیک کنند، مسئله ساز می شوند.
دانشمندان دانشگاه کمبریج در حال توسعه چیزی هستند که به عنوان “فتوسنتز نیمه مصنوعی” آشنا می شود. همانطور که از نام آن برمی آید، این تکنیک از اجزای ساخته انسان بهره می جوید و آنها را با اجزای طبیعی جهت تولید نتیجه های بهتر ترکیب می کند.
در این مورد، این مولفه های طبیعی مشمول بر مکانیزم های بیولوژیکی هستند که از طریق فرگشت به علت انرژی اضافی ایجاد شده است به وسیله گیاه های از بین رفته اند.
دستگاه فتوسنتز مصنوعی اختراع شد
“کاتارزینا سوکول” نویسنده اول این مطالعه می گوید: فتوسنتز طبیعی، کارآمد نیست، لیکن تنها جهت زنده ماندن فرگشت یافته هست. بنابراین حداقل مقدار انرژی مورد نیاز یعنی حدود 1 تا 2 درصد از آنچه که می تواند به طور بالقوه تبدیل و ذخیره شود، تولید می شود.
دانشمندان دانشگاه کمبریج یک دستگاه فتوسنتز مصنوعی اختراع کرده‌اند که از فتوسنتز طبیعی موجب جذب نور خورشید بیشتری می‌شود.
سوکول و گروهش یک سلول فوتوالکتریک توسعه داده اند که سیستم فتوسنتز جذب نور قرمز و آبی را با آنزیم “هیدروژناز”(Hydrogenase)، آنزیمی که در جلبک ها با فواید فتوسنتز یافت می شود، متصل می کند. این ترکیب از عوارض جانبی سمی استفاده از کاتالیزور مصنوعی اجتناب می کند و منجر به نتایجی امیدوار کننده می شود.
سوکول می گوید: “هیدروژناز یک آنزیم موجود در جلبک است که قادر به کم کردن پروتون ها در هیدروژن هست. این فرآیند طی روند فرگشت غیرفعال شده است هست، لیکن جهت بقای گیاه مهم نیست، ولی ما موفق شدیم از آن جهت دستیابی به واکنشی که می خواستیم، یعنی تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن استفاده کنیم.
دستگاه فتوسنتز مصنوعی اختراع شد
همانند دیگر کارها در این زمینه، سیستم ابداعی محققان دانشگاه کمبریج در حال حاضر یک اثبات مفهومی هست، ولی محققان می گویند که دستگاه های فعلی را با توجه به مقدار انرژی تولید شده است و ذخیره شده است و نیز جذب زیاد نور خورشید از فتوسنتز طبیعی، اصلاح می بخشد.
سوکول می گوید: هیجان انگیز است که ما می توانیم به طور انتخابی فرآیندهایی را که می خواهیم گزینش کنیم و تصویر العمل هایی را که می خواهیم و در محیط زیست غیرقابل دسترس هست، به دست آوریم. این می تواند یک پلتفرم عالی جهت توسعه فناوری های خورشیدی باشد.
وی افزود: این رویکرد می تواند مورد استفاده قرار گیرد تا با تصویر العمل هایی دیگر مرتبط شود تا ببینیم چه چیزی می تواند انجام شود، این تصویر العمل ها را بررسی کنیم و سپس قطعات مصنوعی و نیرومند تری را جهت فناوری انرژی خورشیدی تولید کنیم.
این تحقیق در مجله Nature Energy منتشر شد.
واژه های کلیدی: انرژی | تبدیل | طبیعی | دستگاه | استفاده | انرژی خورشیدی | اخبار علمی و آموزشی
دانلود فایل ها
توجه: ممکن است تمام لینک های دانلود به دستور مقام قضایی حذف شده باشد...
