Oamenii de știință intră în stadiul incipient al fotosintezei în descoperirea biocombustibililor

Luna trecuta , Exxon Mobil (NYSE: XOM) Am tras ștecherul În proiectul de 14 ani de biocombustibil algelor pentru a deveni cea mai recentă companie petrolieră care a abandonat ceea ce odată era considerat combustibilul viitorului, întreaga idee nu a fost lipsită de merit. Algele au câteva avantaje clare față de filtrele biofiltre, în principal pentru că aceste microorganisme fotosintetice sunt extrem de eficiente în transformarea razelor solare în biomasă; Deține Conținut ridicat de grăsimi de până la 80% Pentru unele soiuri și mai diverse decât, de exemplu, porumbul, o cultură populară pentru biocombustibil.

Din păcate, Exxon și grupurile sale afiliate Big Oil au găsit foarte greu să facă economia biocombustibililor din alge competitivă cu cea a țițeiului mult mai ieftin, cu compania de bioproduse pe bază de alge. Silana Se estimează că țițeiul trebuie să ajungă la 500 USD/bbl pentru ca biocombustibilii din alge să concureze cu succes.

Dar o nouă descoperire a oamenilor de știință ar putea oferi companii precum Exxon și jucători din domeniul energiei regenerabile un nou colac de salvare. Oamenii de știință au A „pirat” un stadiu incipient al fotosintezei Și a descoperit noi modalități de a extrage energie din proces, o descoperire care ar putea ajuta la generarea de combustibili curați și energie regenerabilă.

Hack de fotosinteză

O echipă internațională de biologi, chimiști și fizicieni, condusă de Universitatea din Cambridge, a reușit să studieze fotosinteza la nivel molecular și pe o scară de timp ultrarapidă: milionatimi de milione de secundă.

Deși procesul prin care plantele transformă lumina soarelui și apa în energie este cunoscut oamenilor de secole, fotofizica procesului, inclusiv modificările atomice și moleculare care apar atunci când lumina soarelui este absorbită de plante, nu este bine înțeleasă. O mare provocare în înțelegerea completă a fotosintezei este că procesul este prea rapid pentru ca multe sisteme de monitorizare convenționale să poată fi urmărite. Pentru a depăși această barieră, echipa Cambridge a dezvoltat o tehnică care utilizează tehnici de spectroscopie ultrarapidă folosind impulsuri laser care vizează mostre de celule vii pentru a monitoriza schimbările celulare rapide.

Potrivit autorului studiului Tomi Baikie, aceste lasere fac „fotografii” celulelor fotosintetice cu o rată de „…De un milion de ori mai rapid decât iPhone-ul tău. Electronica (cuantică) din lumea plantelor este destul de uimitoare. Nu ne așteptam să funcționeze prea bine, dar a funcționat foarte, foarte bine. Aceasta înseamnă că avem un nou instrument pentru înțelegerea celulelor.”

Constatarea cheie a echipei este că electronii necesari pentru fotosinteză sunt extrași din celule mult mai devreme decât se credea anterior. Zhang și colegii ei au încercat să înțeleagă cum moleculele în formă de inel numite chinone sunt capabile să „fure” electroni din fotosinteză. Chinonele pot accepta cu ușurință și renunță la electroni. Oamenii de știință au folosit spectroscopia ultrarapidă de absorbție tranzitorie pentru a studia modul în care chinonele se comportă în cianobacteriile fotosintetice în timp real, în timp ce au existat multe încercări de a „fura” electroni din fotosinteză în timp”.Realizarea acestui lucru ar deschide multe posibilități interesante în care celulele fotovoltaice și componentele lor pot acționa ca catalizatori auto-generatori și auto-reparatori care nu pot fi replicați de sisteme artificiale.” Complicația de până acum, a adăugat Zhang, este că cercetătorii nu au putut „vedea” de unde au fost furate electronicele din interiorul celulelor.

Dacă acest lucru sună a bizantin și neortodox, marea concluzie aici este că această descoperire este un potențial schimbător de joc cu o serie de aplicații viitoare, de la biocombustibili la dezvoltarea culturilor mai eficiente, care ar putea îmbunătăți competitivitatea viitorilor biocombustibili. Mai mult, oamenii de știință au studiat modul în care fotosinteza poate fi utilizată pentru a aborda criza climatică, prin simularea proceselor fotosintetice pentru a genera combustibil curat doar din lumina soarelui și apă, de exemplu.

„Este nevoie doar de câteva hack-uri de bază pentru a schimba complet domeniul. Aceste descoperiri necesită timp, dar și o investiție în știința de bază și cercetarea interdisciplinară. Această lucrare este o demonstrație frumoasă a acestui lucru, am schimbat postările țintă pe care această tehnologie poate fi,spuse Zhang.

De Alex Kimani pentru Oilprice.com

Mai multe citiri de top de pe Oilprice.com: