kansainvälinen tutkijaryhmä on tehnyt merkittävän läpimurron kestävän polttoaineen tulevaisuuden hyväksi. He saavuttivat tämän tärkeän virstanpylvään kopioimalla maailman puhtaimpien energiantuottajien—kasvien-menetelmiä. Cambridgen yliopiston ja Ruhrin yliopiston Bochumin tutkijat ovat löytäneet uuden tekniikan, joka jäljittelee kasvien luonnollista fotosynteesiä, jota voitaisiin käyttää tuottamaan vetypolttoainetta, joka on erittäin puhdas (nolla hiilidioksidipäästöä) ja periaatteessa rajoittamaton energianlähde.
Nature Energy-tiedelehdessä julkaistussa artikkelissa tutkijaryhmä selitti periaatteellisen menetelmänsä, jolla vesimolekyylit jaetaan yksittäisiin vety-ja happiatomeihin, joista ne koostuvat auringonvalon avulla. Tekniikka peilaa fotosynteesiä, luonnollista prosessia, jossa kasvit halkovat vesimolekyylejä, kun ne muuttavat auringonvalon energiaksi ruokkiakseen itseään. Tällä saavutuksella on kauaskantoisia vaikutuksia-tutkimuksen pääkirjoittaja Erwin Reisner kertoi Newsweekille, että ”aurinkoenergian muuntaminen uusiutuvien polttoaineiden ja kemikaalien tuottamiseksi—eli aurinkopolttoainesynteesi—on tärkeä strategia yhteiskuntamme energiantuotantoon fossiilisen aikakauden jälkeen.”
Keinotekoinen fotosynteesi ei sinänsä ole vallankumouksellinen—tekniikoita tämän vaikutuksen saavuttamiseksi on ollut olemassa jo vuosikymmeniä. Mikä tekee tästä tuoreesta löydöstä niin tärkeän, on sen osittain keinotekoinen, osittain luonnollinen lähestymistapa. Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun ihmisen tekemä fotosynteesimenetelmä on mallinnettu nimenomaan uusiutuvan energian tuottamiseksi.
täysin keinotekoinen fotosynteesi on monimutkainen prosessi, joka vaatii ongelmallisten katalyyttimateriaalien käyttöä, jotka ovat hankalia työstää ja aiheuttavat merkittäviä haasteita. Monet näistä katalysaattoreista ovat joko liian kalliita, myrkyllisiä tai vain tehottomia, joten vaikka ne saattavat toimia laboratorioympäristössä, ne ovat epärealistisia laajamittaiseen käyttöön tai kaupallisiin sovelluksiin. Vertailun vuoksi luonnossa esiintyvät entsyymit ovat runsaita ja tehokkaita, mikä tekee niistä täydellisen ratkaisun kestävään aurinkopolttoainesynteesiin.
Cambridgen yliopiston ja Ruhrin yliopiston Bochumin tiimi käyttää pääasiassa hydrogenaasia, entsyymiä, joka on pysynyt lepotilassa levissä miljoonia vuosia. Hydrogenaasi yhdistettynä synteettisiin pigmentteihin saa auringonvalon hajottamaan veden vedyksi ja hapeksi ilman apua. Kuten Reisner selitti, tämä tiimi yrittää ” luoda uuden tutkimuslinjan yhdistämällä luonnon ja keinotekoisen maailman parhaat puolet ja ottamalla erittäin tehokkaita ja runsaita biologisia katalyyttejä, kuten entsyymejä, ja yhdistämällä ne synteettisiin materiaaleihin aurinkolaitteissa tehokkaaksi aurinkoenergian synteesiksi.”
Luonnollinen fotosynteesi, vaikka se onkin erittäin tehokas, jättää paljon parantamisen varaa. Voimalat tuottavat vain vähimmäismäärän sähköä, joka on tarpeen hengissä pysymiseksi, kulkien vähimmän vastuksen tietä. Itse asiassa ne tuottavat vain noin 1-2 prosenttia energiasta, jonka ne voivat muuntaa ja varastoida. Tämä mielessään Cambridge-Ruht-ryhmä katsoi korkeampiin energiantuottoprosesseihin, jotka kasvit ovat asteittain poistaneet miljardien vuosien evoluution aikana. Tämä sai tutkijat etsimään pitkään lepotilassa ollutta hydrogenaasientsyymiä. Niiden puoliksi keinotekoinen prototyyppi, ensimmäinen eikä varmasti viimeinen laatuaan, pystyy jo hyödyntämään paljon enemmän Auringon spektriä.
tämä uraauurtava tutkimus on vasta alkua paljon pidemmälle prosessille kohti kaupallistumista. Uusi prosessi on vain prototyyppi, joka avaa oven vetypolttoaineen ja fotosynteesitutkimuksen uudelle aikakaudelle, joka johtaa entistä massiivisempiin läpimurtoihin puhtaan ja kestävän polttoaineen osalta.
tämä tutkimuslinja on vain yksi niistä monista poluista, joita monet tiedemiehet ympäri maailmaa tutkivat ja jotka ovat omistautuneet etsimään ratkaisuja fossiilisten polttoaineiden lähestyvään loppumiseen ja puhtaampien energiamuotojen pakottavaan tarpeeseen. Vain kuukausi sitten ryhmä kiinalaisia tiedemiehiä teki yhtä jännittävän edistysaskeleen aurinkoenergian tuotannossa keksimällä keinon lisätä nestemäisen aurinkopolttoaineen syntetisoinnin laajuutta. Samaan aikaan Attis Industries tekee yhteistyötä Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technologyn kanssa kehittääkseen hiilidioksidin ja veden tehokasta muuntamista hiilivetypolttoaineiksi, jotka on suunniteltu yhteensopiviksi nykyisen infrastruktuurin kanssa, ja Amsterdamin yliopisto on todennut, että aurinkoenergiapolttoaineet voivat tulla kilpailukykyisiksi perinteisten fossiilisten polttoaineiden kanssa 2030-luvulle mennessä.
By Haley Zaremba for Oilprice.com
lisää Ylälukemia Oilprice.com:
- Aasia lujittaa öljymarkkinoita
- Iranin öljyviennin syöksy huolimatta ”luovista ratkaisuista”
- öljy romahtaa sekavien varastotietojen perusteella