Acum se știe că combustibilii fosili nu pot reprezenta viitorul energetic al planetei noastre. Impactul lor asupra mediului este devastator, astfel încât știința continuă să caute alternative accesibile și mai eficiente. O noutate interesantă vine de la cercetătorii de la Universitatea Harvard, care au dezvoltat o frunză bionică , care simulează fotosinteza clorofilei și permite transformarea energiei solare într-un combustibil lichid .
«Este un adevărat sistem de fotosinteză artificială . Anterior, fotosinteza artificială era folosită pentru a împărți apa, dar acesta este un sistem complet de la A la Z: am depășit cu mult eficiența fotosintezei în natură ”, explică Daniel Nocera, profesor la Universitatea Harvard și coautor al cercetării. Rezultatele studiului, intitulat „Sistem de biosinteză de divizare a apei cu eficiențe de reducere a CO2 care depășesc fotosinteza” , au fost publicate în Science.
După cum bine știți, fotosinteza este un proces biochimic, realizat de plante furnizate cu clorofilă, care datorită acțiunii luminii solare permite transformarea apei și dioxidului de carbon în compuși organici , esențiali pentru viața plantelor și animalelor. Frunza artificială dezvoltată de cercetători reproduce acest proces, deoarece folosește energia solară pentru a descompune moleculele de apă și bacteriile care se hrănesc cu hidrogen pentru a produce un biocombustibil lichid . Diferența semnificativă constă în rezultate, având în vedere că acest dispozitiv pentru transformarea energiei solare în biomasă are o eficiență de 10% ,mult peste 1% obținute în natură cu plantele cu cea mai rapidă creștere.
„Dacă ne gândim la asta, fotosinteza este uimitoare: este nevoie de lumina soarelui, apă și aer și dă viață unui copac. Este ceea ce facem, deși într-un mod mai eficient, pentru că transformăm toată această energie într-un combustibil ”, explică Nocera.
Frunza bionică reprezintă evoluția unei căi lungi de cercetare . Primul dispozitiv dezvoltat, deși este capabil să utilizeze energia solară pentru a produce un alcool (izopropanol), a întâlnit de fapt multe limite în catalizatorul utilizat pentru a declanșa reacția. Pentru a obține hidrogen în prima fază a procesului, cercetătorii au apelat la un aliaj de nichel, molibden și zinc , care a arătat dezavantajul producerii de specii reactive de oxigen , dăunătoare bacteriilor cărora li s-a atribuit a doua fază. Pentru a evita această problemă, echipa de cercetare a fost obligată, prin urmare, să conducă sistemul la tensiuni prea mari, reducând mult eficiența dispozitivului.
Noul sistem a reușit să depășească această critică datorită utilizării unui catalizator din aliaj de cobalt-fosfor , care nu produce specii de oxigen reactiv și, prin urmare, permite scăderea tensiunii, crescând eficiența până la 10%. De Avantajele nu se opresc aici, deoarece aceste noi catalizatori sunt 100% compatibile biologic și produc alți combustibili (doi alcooli izobutanol și izopentanol), precum și un material plastic biodegradabil , rezultatul activității bacteriilor.
În timp ce cercetătorii sunt încrezători că eficiența frunzei bionice poate fi în continuare crescută, dispozitivul pare gata să fie testat în aplicații comerciale , fără a uita importanța sa în domeniul umanitar . Conform Nocera, frunza bionică este o descoperire importantă care demonstrează modul în care se pot obține rezultate mai bune decât fotosinteza în sine. Scopul este acum să îl răspândim și în țările în curs de dezvoltare , lăsând schemele obișnuite de transfer de tehnologie.
Din lumina soarelui provine un biocombustibil alternativ la combustibilii fosili, chemat să protejeze mediul și să îmbunătățească calitatea vieții celor mai nevoiașe populații.
Citește și:
- Biocombustibili și albine: o căsătorie care nu trebuie făcută
- Mașina de biometan care bate pe benzină
- Agricultură și bioenergie: producția de biocombustibili nu este durabilă și ia terenurile fertile