人工光合成:新たな再生可能エネルギー源?

国際的な科学者チームは、持続可能な燃料の未来のための大きな突破口を作った。 彼らは、地球上で最もクリーンなエネルギー生産者のいくつかの方法—植物をコピーすることによって、この主要なマイルストーンを達成しました。 ケンブリッジ大学とルール大学ボーフムの科学者は、水素燃料、非常にきれいな(ゼロ二酸化炭素排出量)と本質的に無制限のエネルギー源を生成するために使

Nature Energy scientific journalに掲載された論文の中で、科学者チームは、水分子を太陽光を用いて構成される個々の水素原子と酸素原子に分割する原理証明法を説明した。 この技術は、植物が日光をエネルギーに変換して自分自身を養うときに水分子を分割する自然なプロセスである光合成を反映しています。 この成果は遠大な意味を持っています-Erwin Reisner、研究の主著者は、Newsweekに語った「再生可能な燃料や化学物質を生産するための太陽エネルギー変換、すなわち太陽燃料合成は、化石後の時代に私たちの社会に電力を供給するための重要な戦略です。”

人工光合成はそれ自体革新的なものではなく、この効果を達成するための技術は何十年も存在してきました。 この最近の発見を非常に重要にしているのは、部分的に人工的で、部分的に自然なアプローチです。 人工光合成法が再生可能エネルギーを生産するために特別にモデル化されたのは今回が初めてです。

完全に人工的な光合成は複雑なプロセスであり、問題のある触媒材料を使用する必要があり、作業が困難であり、重大な課題を生み出します。 これらの触媒の多くは、高価すぎる、有毒である、または単に非効率的であるため、実験室の環境で動作する可能性がありますが、大規模な使用または商用 比較すると、天然に存在する酵素は豊富で効率的であり、持続可能な太陽燃料合成のための完璧な解決策となっています。

ケンブリッジ大学とルール大学ボーフムのチームは、主に何百万年もの間藻類中で休眠していた酵素であるヒドロゲナーゼを使用している。 水素化酵素は合成色素と結合して日光を刺激し、水を水素と酸素に分割する。 ライスナー氏が説明したように、このチームは”自然と人工の世界の最高の組み合わせによって新しい研究ラインを確立し、酵素などの高効率で豊富な生物学的触媒を取り、それらを合成材料と組み合わせて効率的な太陽燃料合成のための太陽デバイスに組み込もうとしています。”

自然な光合成は、非常に効果的ですが、多くの改善の余地があります。 植物は、生き残るために必要な最小量の電気を生産するだけで、最も抵抗の少ない経路をとります。 実際には、彼らは潜在的に変換して保存することができるエネルギーの約1または2パーセントしか生成しません。 このことを念頭に置いて、Cambridge-Ruhtチームは、植物が数十億年の進化の中で段階的に廃止したより高いエネルギー収量プロセスに目を向けました。 これは科学者が長い休止状態のヒドロゲナーゼ酵素を追求するように導いたものである。 彼らの半人工プロトタイプは、その種の最初のものであり、確かに最後のものではなく、すでに太陽スペクトルの多くを利用することができます。

この画期的な研究は、商業化に向けたはるかに長いプロセスの始まりに過ぎない。 新しいプロセスは、クリーンで持続可能な燃料のためのさらに大規模なブレークスルーにつながる水素燃料と光合成研究の新しい時代のための扉を開

この一連の研究は、化石燃料の差し迫った終わりとよりクリーンなエネルギーの緊急の必要性に対する解決策を見つけることに専念している世界中の ちょうど月前に中国の科学者のチームは液体の太陽燃料の総合のスケールを高める方法を発見することによって太陽エネルギーの生産の同様に刺激的な進歩をしました。 同時に、アッティス工業は大邱慶北科学技術院と提携して、二酸化炭素と水を現在のインフラと互換性のあるように設計された炭化水素燃料に効率的に変換する開発を進めており、アムステルダム大学は2030年代までに太陽燃料が従来の化石燃料と競争力を持つ可能性があることを発見した。

ヘイリー ZarembaのためにOilprice.com

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