تبدیل انرژی خورشیدی به سوخت مایع با برگ بیونیک

بصیر، گیاهان قادر به تغذیه خود از طریق معجزه فتوسنتز هستند. دانشمندان با الهام از این روند روشی برای تبدیل انرژی خورشید به نیروی سودمند، به طور ویژه برق، یافته اند. اما اگر گام را فراتر نهاده و نور خورشید را مستقیما به سوخت مایع تبدیل کنیم چه رخ خواهد داد؟ چنین موفقیتی می تواند وابستگی انسان به سوخت های فسیلی برای تامین نیروی خودروها، نیروگاه ها و غیره را پایان دهد. 

تیمی از پژوهشگران دانشگاه هاروارد “برگ بیونیک” را توسعه داده اند که نه تنها از نور خورشید برای تقسیم آب به هیدروژن و اکسیژن استفاده می کند بلکه قادر به استفاده از آن هیدروژن در ترکیب با دی اکسید کربن برای تولید ایزوپروپانول، یک نوع سوخت مایع، است.

برگ بیونیک بر پایه یک اختراع دیگر یعنی “برگ مصنوعی” که با تقلید از عملکرد برگ های واقعی گیاهان آب را به هیدروژن و اکسیژن تبدیل می کند، شکل گرفته است. برگ مصنوعی توسط “دانیل نوسرا” که مولف ارشد مطالعه برگ بیونیک نیز محسوب می شود، توسعه داده شده بود.

به منظور ارتقا برگ مصنوعی به وضعیت بیونیک، پژوهشگران دانشگاه هاروارد یک میکروب گیاهی را مهندسی کرده اند که می تواند دی اکسید کربن بعلاوه هیدروژن را به سوخت مایع ایزوپروپانول تبدیل کند. این دستاورد را می توان گواهی بر این مفهوم که می توان انرژی خورشیدی را برداشت کرده و آن را به شکل یک سوخت مایع ذخیره کرد، دانست.

باکتری گیاهی Ralstonia Eutropha کلید موفقیت تبدیل انرژی خورشیدی به سوخت مایع محسوب می شود. مسیرهای جدیدی توسط پژوهشگران مهندسی شدند تا این ارگانیزم توانایی تولید ایزوپروپانول به عنوان یک محصول جانبی حاصل از فرآیندهای سوخت و ساز طبیعی خود را داشته باشد.

به گفته “برندان کلون” یکی دیگر از مولفان مطالعه برگ بیونیک، امتیاز ارتباط کاتالیزور غیر آلی با زیست شناسی این است که پلتفرمی جدید و بی نظیر برای سنتز شیمیایی در اختیار خواهید داشت که در حالت کاتالیزور غیرآلی به تنهایی دسترسی به آن وجود ندارد. تولید خورشیدی به شیمیایی هسته اصلی این مطالعه را تشکیل می دهد و پژوهشگران از گیاهان برای آن استفاده کرده اند.

برگ بیونیک به اندازه ای خوب کار می کند که ممکن است به زودی از بهره‌وری طبیعی فتوسنتز پیشی بگیرد که با نرخ یک درصد عمل می کند. در حال حاضر، نرخ بهره‌وری برگ بیونیگ در تبدیل نور خورشید به ایزوپروپانول حدود یک درصد بوده و هدف پژوهشگران رساندن این نرخ به پنج درصد است.

بلاغ