ett internationellt team av forskare har gjort ett stort genombrott för framtiden för hållbart bränsle. De uppnådde denna stora milstolpe genom att kopiera metoderna för några av de renaste energiproducenterna på planeten—växter. Forskare från University of Cambridge och Ruhr University Bochum har upptäckt en ny teknik som efterliknar den naturliga processen med fotosyntes i växter, som kan användas för att producera vätebränsle, en extremt ren (noll koldioxidutsläpp) och väsentligen obegränsad energikälla.
i en artikel publicerad i Nature Energy scientific journal förklarade forskargruppen sin proof-of-principle-metod för att dela upp vattenmolekyler i de enskilda väte-och syreatomerna som de består av med hjälp av solljus. Tekniken speglar fotosyntes, den naturliga processen där växter delar vattenmolekyler när de omvandlar solljus till energi för att mata sig själva. Denna prestation har långtgående konsekvenser-Erwin Reisner, huvudförfattare till studien, berättade för Newsweek att ” solenergiomvandling för att producera förnybara bränslen och kemikalier—det vill säga solbränslesyntes—är en viktig strategi för att driva vårt samhälle i en postfossil era.”
artificiell fotosyntes är inte revolutionerande i sig-tekniker för att uppnå denna effekt har funnits i årtionden. Det som gör denna senaste upptäckt så viktig är dess delvis konstgjorda, delvis naturliga tillvägagångssätt. Detta är första gången en konstgjord fotosyntesmetod har modellerats specifikt för att producera förnybar energi.
helt artificiell fotosyntes är en komplex process som kräver användning av problematiska katalysatormaterial som är svåra att arbeta med och skapar betydande utmaningar. Många av dessa katalysatorer är antingen för dyra, giftiga eller bara ineffektiva, så medan de kan fungera i en labbinställning är de orealistiska för all storskalig användning eller kommersiella applikationer. Som jämförelse är naturligt förekommande enzymer rikliga och effektiva, vilket gör dem till den perfekta lösningen för hållbar solbränslesyntes.
University of Cambridge och Ruhr University Bochum-teamet använder främst hydrogenas, ett enzym som har förblivit vilande i Alger i miljontals år. Hydrogenas kombinerat med syntetiska pigment för att provocera solljus för att dela vatten i väte och syre utan hjälp. Som Reisner förklarade försöker detta team att ” etablera en ny forskningslinje genom att kombinera det bästa av de naturliga och konstgjorda världarna och ta mycket effektiva och rikliga biologiska katalysatorer, såsom enzymer, och kombinera dem med syntetiska material i solenheter för effektiv syntes av solenergi.”
naturlig fotosyntes, medan den är extremt effektiv, lämnar utrymme för mycket förbättring. Växter producerar bara den minsta mängd el som krävs för att överleva och tar vägen för minst motstånd. Faktum är att de bara producerar cirka 1 eller 2 procent av den energi som de potentiellt kan konvertera och lagra. Med detta i åtanke såg Cambridge-Ruht-teamet till högre energiutbytesprocesser som växter har fasat ut över miljarder år av evolution. Detta ledde till att forskare förföljde det långa vilande hydrogenasenzymet. Deras halvprototyp, den första och absolut inte den sista i sitt slag, kan redan utnyttja mycket mer av solspektret.
denna banbrytande forskning är bara början på en mycket längre process mot kommersialisering. Den nya processen är bara en prototyp som öppnar dörren för en ny era av vätebränsle och fotosyntesforskning som kommer att leda till ännu mer massiva genombrott för rent, hållbart bränsle.
denna forskningslinje är bara en av de många vägar som utforskas av de många forskarna runt om i världen som är dedikerade till att hitta lösningar på det förestående slutet av fossila bränslen och ett pressande behov av renare energier. För bara en månad sedan gjorde ett team av kinesiska forskare en liknande spännande framsteg i produktionen av solenergi genom att upptäcka ett sätt att öka omfattningen av att syntetisera flytande solbränsle. Samtidigt samarbetar Attis Industries med Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology för att utveckla effektiv omvandling av koldioxid och vatten till kolvätebränslen utformade för att vara kompatibla med nuvarande infrastruktur, och University of Amsterdam har funnit att solbränslen kan bli konkurrenskraftiga med traditionella fossila bränslen av 2030-talet.
av Haley Zaremba för Oilprice.com
mer Topp läser från Oilprice.com:
- Asien hängslen för mycket stramare oljemarknader
- Iransk oljeexport störta trots ’kreativa lösningar’
- olja tumlar på blandade inventeringsdata