Wetenschappers hacken het vroege stadium van fotosynthese in de doorbraak van biobrandstof

Wetenschappers hacken het vroege stadium van fotosynthese in de doorbraak van biobrandstof

Vorige maand , Exxon Mobil (NYSE: XOM) Ik heb de stekker eruit getrokken In het 14 jaar durende algenbiobrandstofproject om de nieuwste oliemaatschappij te worden die afstand deed van wat ooit als de brandstof van de toekomst werd beschouwd, was het hele idee niet zonder verdienste. Algen hebben enkele duidelijke voordelen ten opzichte van biofilterfilters, voornamelijk omdat deze fotosynthetische micro-organismen uiterst efficiënt zijn in het omzetten van zonlicht in biomassa; bezit Hoog vetgehalte tot 80% Voor sommige cultivars en diverser dan bijvoorbeeld maïs, een populair biobrandstofgewas.

Helaas hebben Exxon en zijn aan Big Oil gelieerde groepen het erg moeilijk gevonden om de economie van algenbiobrandstoffen concurrerend te maken met die van veel goedkopere ruwe olie, met het op algen gebaseerde bioproductenbedrijf silaan Het schat dat ruwe olie $ 500 / vat moet bereiken om biobrandstoffen uit algen succesvol te laten concurreren.

Maar een nieuwe ontdekking door wetenschappers zou bedrijven als Exxon en spelers in hernieuwbare energie een nieuwe reddingslijn kunnen bieden. Wetenschappers hebben “Gehackt” een vroeg stadium van fotosynthese En het ontdekte nieuwe manieren om energie uit het proces te halen, een ontdekking die zou kunnen helpen bij het genereren van schone brandstoffen en hernieuwbare energie.

Fotosynthese-hack

Een internationaal team van biologen, scheikundigen en natuurkundigen, geleid door de Universiteit van Cambridge, is erin geslaagd fotosynthese te bestuderen op moleculair niveau en op een ultrasnelle tijdschaal: miljoenste van een miljoenste van een seconde.

Hoewel het proces waarmee planten zonlicht en water omzetten in energie al eeuwen bekend is bij mensen, is de fotofysica van het proces, inclusief de atomaire en moleculaire veranderingen die optreden wanneer zonlicht door planten wordt geabsorbeerd, niet goed begrepen. Een grote uitdaging bij het volledig begrijpen van fotosynthese is dat het proces te snel is voor veel conventionele monitoringsystemen om te volgen. Om deze barrière te overwinnen, ontwikkelde het Cambridge-team een ​​techniek met behulp van ultrasnelle spectroscopietechnieken met behulp van laserpulsen gericht op monsters van levende cellen om snelle cellulaire veranderingen te volgen.

READ  De enorme pterodactylus is het grootste vliegende dier dat ooit op deze planeet heeft geleefd

Volgens studieauteur Tomi Baikie maken deze lasers “foto’s” van fotosynthetische cellen met een snelheid van “…Een miljoen keer sneller dan je iPhone. De (kwantum)elektronica in de plantenwereld is behoorlijk verbazingwekkend. We hadden niet verwacht dat het helemaal zou lukken, maar het werkte echt heel goed. Dit betekent dat we een nieuwe tool hebben om cellen te begrijpen.

De belangrijkste bevinding van het team is dat de elektronen die nodig zijn voor fotosynthese veel eerder uit cellen worden gehaald dan eerder werd gedacht. Zhang en haar collega’s hebben geprobeerd te begrijpen hoe ringvormige moleculen, chinonen genaamd, elektronen kunnen ‘stelen’ van fotosynthese. Chinonen kunnen gemakkelijk elektronen accepteren en afstaan. Wetenschappers hebben ultrasnelle voorbijgaande absorptiespectroscopie gebruikt om te bestuderen hoe chinonen zich in real time gedragen in fotosynthetische cyanobacteriën, terwijl er veel pogingen zijn gedaan om op tijd elektronen te ‘stelen’ van fotosynthese.”Dit zou veel opwindende mogelijkheden openen waarbij fotovoltaïsche cellen en hun componenten kunnen fungeren als zelfgenererende en zelfherstellende katalysatoren die niet kunnen worden gerepliceerd door kunstmatige systemen.” De complicatie tot nu toe, voegde Zhang eraan toe, is dat de onderzoekers niet konden “zien” waar de elektronica uit de cellen werd gestolen.

Als dat nogal byzantijns en onorthodox klinkt, is de grote conclusie hier dat deze ontdekking een potentiële game-changer is met een reeks toekomstige toepassingen, van biobrandstoffen tot het ontwikkelen van efficiëntere gewassen, die het concurrentievermogen van toekomstige biobrandstoffen zouden kunnen verbeteren. Bovendien hebben wetenschappers onderzocht hoe fotosynthese kan worden gebruikt om de klimaatcrisis aan te pakken, bijvoorbeeld door fotosyntheseprocessen te simuleren om schone brandstof te genereren uit alleen zonlicht en water.

READ  Onderzoekers van Texas A&M University hebben een nieuwe variant van het Coronavirus ontdekt

Het enige dat nodig is, zijn een paar basishacks om het veld volledig te veranderen. Deze doorbraken vergen tijd, maar ook een investering in fundamentele wetenschap en interdisciplinair onderzoek. Dit werk is een mooie demonstratie hiervan, we hebben de doelposten veranderd die deze technologie kan zijn,zei Zhang.

Door Alex Kimani voor Oilprice.com

Meer topreads van Oilprice.com:

You May Also Like

About the Author: Tatiana Roelink

'Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.'

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *