Учените проникнаха в ранния етап на фотосинтезата при пробив в биогоривото

Миналия месец , Exxon Mobil (NYSE: XOM) Дръпнах щепсела В 14-годишния проект за биогориво от водорасли, за да се превърне в най-новата петролна компания, изоставила това, което някога се е смятало за гориво на бъдещето, цялата идея не беше без основания. Водораслите имат някои ясни предимства пред биофилтриращите филтри, главно защото тези фотосинтезиращи микроорганизми са изключително ефективни при превръщането на слънчевата светлина в биомаса; Притежава Високо съдържание на мазнини до 80% За някои сортове и по-разнообразни от, например, царевица, популярна култура за биогориво.

За съжаление, Exxon и нейните големи петролни групи са открили, че е много трудно да направят икономиката на биогоривата от водорасли конкурентоспособни с тези на много по-евтиния суров петрол, с компанията за биопродукти на базата на водорасли Силана Изчислено е, че суровият петрол трябва да достигне $500/bbl, за да могат биогоривата от водорасли да се конкурират успешно.

Но ново откритие на учени може да предложи на компании като Exxon и играчи във възобновяемата енергия нов спасителен пояс. Учените имат „Хакнал“ ранен етап от фотосинтезата И откри нови начини за извличане на енергия от процеса, откритие, което може да помогне за генерирането на чисти горива и възобновяема енергия.

Хак за фотосинтеза

Международен екип от биолози, химици и физици, ръководен от университета в Кеймбридж, успя да проучи фотосинтезата на молекулярно ниво и в ултрабърза времева скала: милионни от милионната от секундата.

Въпреки че процесът, чрез който растенията преобразуват слънчевата светлина и водата в енергия, е известен на хората от векове, фотофизиката на процеса, включително атомните и молекулярните промени, които настъпват, когато слънчевата светлина се абсорбира от растенията, не е добре разбрана. Голямо предизвикателство при пълното разбиране на фотосинтезата е, че процесът е твърде бърз, за ​​да могат да го проследят много конвенционални системи за мониторинг. За да преодолее тази бариера, екипът на Кеймбридж разработи техника, използваща ултрабързи спектроскопски техники, използващи лазерни импулси, насочени към проби от живи клетки, за да наблюдават бързите клетъчни промени.

Според автора на изследването Томи Байки, тези лазери правят „снимки“ на фотосинтезиращи клетки със скорост „…Милион пъти по-бързо от вашия iPhone. (Квантовата) електроника в растителния свят е доста невероятна. Не очаквахме, че ще се получи съвсем – но работи наистина, наистина добре. Това означава, че имаме нов инструмент за разбиране на клетките.“

Ключовото откритие на екипа е, че електроните, необходими за фотосинтезата, се извличат от клетките много по-рано, отколкото се смяташе досега. Джан и нейните колеги се опитват да разберат как пръстеновидните молекули, наречени хинони, могат да „откраднат“ електрони от фотосинтезата. Хиноните могат лесно да приемат и предават електрони. Учените са използвали ултрабърза преходна абсорбционна спектроскопия, за да проучат как хиноните се държат във фотосинтетичните цианобактерии в реално време, докато има много опити да се „откраднат“ електрони от фотосинтезата във времето.Постигането на това би отворило много вълнуващи възможности, при които фотоволтаичните клетки и техните компоненти могат да действат като самогенериращи се и самовъзстановяващи се катализатори, които не могат да бъдат възпроизведени от изкуствени системи.“ Усложнението досега, добави Джанг, е, че изследователите не могат да „видят“ къде електрониката е била открадната от вътрешността на клетките.

Ако това звучи някак византийско и неортодоксално, големият извод тук е, че това откритие е потенциална промяна на играта с набор от бъдещи приложения, от биогорива до разработване на по-ефективни култури, което може да подобри конкурентоспособността на бъдещите биогорива. Освен това учените проучват как фотосинтезата може да се използва за справяне с климатичната криза чрез симулиране на фотосинтетични процеси за генериране на чисто гориво само от слънчева светлина и вода, например.

„Необходими са само няколко основни хака, за да промените напълно полето. Тези пробиви изискват време, но също и инвестиция във фундаментална наука и интердисциплинарни изследвания. Тази работа е красива демонстрация на това, променихме целевите публикации, които тази технология може да бъде,Джан каза.

От Алекс Кимани за Oilprice.com

Още топ четива от Oilprice.com: