W zeszłym miesiącu , Exxon Mobil (NYSE: XOM) Wyciągnąłem wtyczkę W 14-letnim projekcie biopaliw z alg, aby stać się najnowszą firmą naftową, która porzuciła to, co kiedyś uważano za paliwo przyszłości, cały pomysł nie był bezpodstawny. Algi mają pewne wyraźne zalety w porównaniu z filtrami biologicznymi, głównie dlatego, że te fotosyntetyzujące mikroorganizmy są niezwykle wydajne w przekształcaniu światła słonecznego w biomasę; posiada Wysoka zawartość tłuszczu do 80% W przypadku niektórych odmian bardziej zróżnicowanych niż np. kukurydza, popularna uprawa na biopaliwo.
Niestety, Exxon i jego grupy stowarzyszone z Big Oil stwierdziły, że bardzo trudno jest sprawić, by ekonomia biopaliw z alg była konkurencyjna w stosunku do znacznie tańszej ropy naftowej, z firmą produkującą bioprodukty na bazie alg Silana Szacuje się, że ropa naftowa musi osiągnąć poziom 500 USD za baryłkę, aby biopaliwa z alg mogły z powodzeniem konkurować.
Ale nowe odkrycie naukowców może zaoferować firmom takim jak Exxon i graczom w dziedzinie energii odnawialnej nową linię życia. Naukowcy mają „Zhakowano” wczesny etap fotosyntezy I odkrył nowe sposoby pozyskiwania energii z procesu, odkrycie, które może pomóc w wytwarzaniu czystych paliw i energii odnawialnej.
Hack fotosyntezy
Międzynarodowemu zespołowi biologów, chemików i fizyków, kierowanemu przez Uniwersytet w Cambridge, udało się zbadać fotosyntezę na poziomie molekularnym iw ultraszybkiej skali czasowej: milionowe części milionowej sekundy.
Chociaż proces, w którym rośliny przekształcają światło słoneczne i wodę w energię, jest znany ludziom od wieków, fotofizyka tego procesu, w tym zmiany atomowe i molekularne, które zachodzą, gdy światło słoneczne jest pochłaniane przez rośliny, nie jest dobrze poznana. Dużym wyzwaniem w pełnym zrozumieniu fotosyntezy jest to, że proces ten przebiega zbyt szybko, aby wiele konwencjonalnych systemów monitorowania mogło go śledzić. Aby pokonać tę barierę, zespół z Cambridge opracował technikę wykorzystującą ultraszybkie techniki spektroskopowe wykorzystujące impulsy laserowe skierowane na próbki żywych komórek w celu monitorowania szybkich zmian komórkowych.
Według autora badania, Tomi Baikie, lasery te wykonują „zdjęcia” komórek fotosyntetycznych w tempie „…Milion razy szybszy niż Twój iPhone. Elektronika (kwantowa) w świecie roślin jest dość niesamowita. Nie spodziewaliśmy się, że to się uda — ale zadziałało naprawdę, naprawdę dobrze. Oznacza to, że mamy nowe narzędzie do zrozumienia komórek.”
Kluczowym odkryciem zespołu jest to, że elektrony niezbędne do fotosyntezy są wydobywane z komórek znacznie wcześniej, niż wcześniej sądzono. Zhang i jej współpracownicy próbowali zrozumieć, w jaki sposób pierścieniowe cząsteczki zwane chinonami są w stanie „kraść” elektrony z fotosyntezy. Chinony mogą łatwo przyjmować i oddawać elektrony. Naukowcy wykorzystali ultraszybką spektroskopię absorpcji przejściowej do zbadania, jak chinony zachowują się w fotosyntetycznych cyjanobakteriach w czasie rzeczywistym, podczas gdy było wiele prób „kradzieży” elektronów z fotosyntezy w czasie”.Osiągnięcie tego otworzyłoby wiele ekscytujących możliwości, w których ogniwa fotowoltaiczne i ich komponenty mogą działać jako samogenerujące i samonaprawiające się katalizatory, których nie można replikować za pomocą sztucznych systemów”. Jak dodał Zhang, dotychczasowa komplikacja polega na tym, że naukowcy nie mogli „zobaczyć”, gdzie elektronika została skradziona z wnętrza komórek.
Jeśli brzmi to trochę bizantyjsko i niekonwencjonalnie, dużym wnioskiem jest to, że to odkrycie może zmienić reguły gry z szeregiem przyszłych zastosowań, od biopaliw po rozwój bardziej wydajnych upraw, co może poprawić konkurencyjność przyszłych biopaliw. Ponadto naukowcy badają, w jaki sposób można wykorzystać fotosyntezę do rozwiązania kryzysu klimatycznego, symulując procesy fotosyntezy w celu wytworzenia czystego paliwa, na przykład ze światła słonecznego i wody.
„Wystarczy kilka podstawowych hacków, aby całkowicie zmienić dziedzinę. Te przełomy wymagają czasu, ale także inwestycji w naukę podstawową i badania interdyscyplinarne. Ta praca jest tego piękną demonstracją, zmieniliśmy docelowe posty, którymi może być ta technologia,— powiedział Zhang.
Alex Kimani dla Oilprice.com
Więcej najlepszych odczytów z Oilprice.com:
„Nagradzany beeraholik. Fan Twittera. Podróżnik. Miłośnik jedzenia.