ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ Η βιονική είναι πια αποδοτικότερη από τη φυσική!

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ

Η βιονική είναι πια αποδοτικότερη από τη φυσική!

Τα φύλλα των φυτών, αλλά και τα μονοκύτταρα φύκη, συνθέτουν θρεπτικές ουσίες (καύσιμα) από τον απλό συνδυασμό νερού και διοξειδίου του άνθρακα, με τη βοήθεια του ηλιακού φωτός, μέσω της διαδικασίας που ονομάζεται φωτοσύνθεση. Τώρα, ομάδα επιστημόνων ισχυρίζεται ότι όχι μόνο αναπαρήγαγαν τεχνητά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, αλλά και τη βελτίωσαν ως προς την απόδοση, με ένα σύστημα που ονομάζουν «βιονικό φύλλο».
Ο χημικός Ντάνιελ Νοσέρα του πανεπιστημίου Χάρβαρντ και η ομάδα του συνεργάστηκαν με τη συνθετική βιολόγο Πάμελα Σίλβερ της Ιατρικής Σχολής του ίδιου ιδρύματος και τη δική της επιστημονική ομάδα και κατασκεύασαν ένα είδος «ζωντανής» μπαταρίας, που ονομάζουν «βιονικό φύλλο», ακριβώς επειδή συνδυάζει τη βιολογία με την τεχνολογία. Η συσκευή χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ηλιακά φωτοβολταϊκά κύτταρα, για να τροφοδοτήσει με Ενέργεια τη χημική διεργασία της διάσπασης του νερού σε οξυγόνο και υδρογόνο. Μικρόβια μέσα στο σύστημα τρέφονται με το παραγόμενο υδρογόνο και απορροφώντας διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα το μετατρέπουν σε αλκοόλη, που μπορεί μετά να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. Η πρώτη συσκευή τεχνητής φωτοσύνθεσης που έφτιαξε αυτή η επιστημονική ομάδα εμφανίστηκε το 2015, παράγοντας 0,2 γραμμάρια αλκοόλης ανά λίτρο νερού, αλλά πέρα από τη μικρή απόδοση ο καταλύτης νικελίου - μολυβδενίου - ψευδαργύρου που χρησιμοποιούσαν είχε την παρενέργεια να δηλητηριάζει τα μικρόβια.
Η ομάδα αναζήτησε καλύτερο καταλύτη και όπως ανακοίνωσε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό «Science» τον βρήκε σε ένα κράμα κοβαλτίου και φωσφόρου, ένα αμάλγαμα, που ήδη χρησιμοποιούνταν ως αντιδιαβρωτική επικάλυψη για πλαστικά και μεταλλικά εξαρτήματα. Με τον νέο καταλύτη στο «βιονικό φύλλο» αυξήθηκε η παραγωγή αλκοολών (όπως η ισοπροπανόλη και η ισοβουτανόλη) πλησιάζοντας το 10%. Για κάθε κιλοβατώρα ηλεκτρικής ενέργειας από τον ήλιο, τα μικρόβια μπορούν να απορροφούν 130 γραμμάρια διοξειδίου του άνθρακα από τον αέρα και να συνθέτουν 60 γραμμάρια ισοπροπανόλης. Αυτή η μετατροπή είναι περίπου 10 φορές πιο αποδοτική από τη φυσική φωτοσύνθεση!
Δυστυχώς, συχνά η απόσταση ανάμεσα σε μια βιοτεχνολογική διεργασία που πραγματοποιείται στο εργαστήριο και την εφαρμογή της σε μαζική κλίμακα στην παραγωγή είναι μεγάλη και δεν είναι καθόλου σπάνιο να μη γεφυρώνεται ποτέ. Θα δούμε ποια θα είναι η τύχη του «βιονικού φύλλου».