A tudósok behatoltak a fotoszintézis korai szakaszába a bioüzemanyag-áttörés során

Múlt hónap , Exxon Mobil (NYSE: XOM) kihúztam a dugót A 14 éves alga-bioüzemanyag-projektben, amely a legújabb olajcéggé vált, amely felhagyott az egykor a jövő üzemanyagának tekintett anyaggal, az egész ötlet nem volt érdemtelen. Az algáknak van néhány egyértelmű előnyük a bioszűrő szűrőkkel szemben, főként azért, mert ezek a fotoszintetikus mikroorganizmusok rendkívül hatékonyan alakítják át a napfényt biomasszává; Tulajdonosok Magas zsírtartalom akár 80% Egyes fajták és változatosabbak, mint például a kukorica, népszerű bioüzemanyag-növény.

Sajnos az Exxon és Big Oil leányvállalatai nagyon nehezen tudják versenyképessé tenni az algák bioüzemanyagainak gazdaságosságát a jóval olcsóbb nyersolajéval, az alga alapú biotermékeket gyártó céggel. Silana Becslések szerint a nyersolaj hordónkénti árának el kell érnie az 500 dollárt, hogy az algákból származó bioüzemanyagok sikeresen versenyezzenek.

A tudósok új felfedezése azonban új mentőövet kínálhat az olyan vállalatoknak, mint az Exxon és a megújuló energiával foglalkozó szereplők. A tudósoknak van „Feltörte” a fotoszintézis korai szakaszát És új módokat fedezett fel az energia kinyerésére a folyamatból, ez a felfedezés segíthet tiszta üzemanyagok és megújuló energia előállításában.

Fotoszintézis hack

A Cambridge-i Egyetem vezette biológusokból, kémikusokból és fizikusokból álló nemzetközi csapatnak sikerült molekuláris szinten és ultragyors időskálán tanulmányoznia a fotoszintézist: a másodperc milliomod részeit.

Bár a folyamat, amellyel a növények a napfényt és a vizet energiává alakítják, évszázadok óta ismertek az emberek előtt, a folyamat fotofizikája, beleértve a napfény növények általi elnyelésekor bekövetkező atomi és molekuláris változásokat is, nem teljesen ismert. A fotoszintézis teljes megértésében nagy kihívást jelent, hogy a folyamat túl gyors ahhoz, hogy sok hagyományos megfigyelőrendszer nyomon kövesse. Ennek az akadálynak a leküzdésére a cambridge-i csapat ultragyors spektroszkópiai technikákat fejlesztett ki lézerimpulzusokkal, amelyek élő sejtek mintáit célozzák a gyors sejtváltozások nyomon követésére.

Tomi Baikie tanulmány szerzője szerint ezek a lézerek „képeket” készítenek a fotoszintetikus sejtekről „…Milliószor gyorsabb, mint az iPhone-od. A (kvantum)elektronika a növényvilágban elképesztő. Nem számítottunk rá, hogy ez egészen jól sikerül – de nagyon-nagyon jól működött. Ez azt jelenti, hogy van egy új eszközünk a sejtek megértéséhez.”

A csapat legfontosabb megállapítása az, hogy a fotoszintézishez szükséges elektronokat sokkal korábban vonják ki a sejtekből, mint azt korábban gondolták. Zhang és kollégái azt próbálták megérteni, hogy a kinonoknak nevezett gyűrű alakú molekulák hogyan képesek „ellopni” elektronokat a fotoszintézisből. A kinonok könnyen befogadják és feladják az elektronokat. A tudósok ultragyors tranziens abszorpciós spektroszkópiával tanulmányozták, hogyan viselkednek a kinonok a fotoszintetikus cianobaktériumokban valós időben, miközben számos kísérlet történt arra, hogy időben „ellopják” az elektronokat a fotoszintézisből.”Ennek elérése számos izgalmas lehetőséget nyitna meg, ahol a fotovoltaikus cellák és alkatrészeik öngeneráló és önjavító katalizátorként működhetnek, amelyet mesterséges rendszerekkel nem lehet reprodukálni.” Zhang eddig az a bonyodalom, hogy a kutatók nem tudták „látni”, hogy hol lopják el az elektronikát a cellák belsejéből.

Ha ez bizáncinak és unortodoxnak hangzik, akkor itt az a nagy következtetés, hogy ez a felfedezés potenciális változást jelenthet a jövőbeli alkalmazások széles skálájával, a bioüzemanyagoktól a hatékonyabb növények kifejlesztéséig, amelyek javíthatják a jövő bioüzemanyagainak versenyképességét. Ezenkívül a tudósok azt tanulmányozták, hogyan használható fel a fotoszintézis az éghajlati válság kezelésére, például fotoszintetikus folyamatok szimulálásával, hogy tiszta tüzelőanyagot állítsanak elő pusztán napfényből és vízből.

„Mindössze néhány alapvető hack szükséges a terület teljes megváltoztatásához. Ezek az áttörések időt, de az alaptudományokba és az interdiszciplináris kutatásba való befektetést is igényelnek. Ez a munka ennek gyönyörű demonstrációja, megváltoztattuk azokat a céloszlopokat, amelyeket ez a technológia lehet,Zhang mondta.

Írta: Alex Kimani az Oilprice.com-nak

További legnépszerűbb olvasmányok az Oilprice.com-ról: