Para peneliti memperoleh energi melalui fotosintesis semi-buatan, sebuah proses di mana air dalam tumbuhan dipecah menjadi hidrogen dan oksigen. Metode baru memungkinkan mereka meningkatkan jumlah energi yang mereka hasilkan.
Ahli biologi telah menemukan cara baru untuk menggunakan energi matahari untuk tujuan yang baik. Dengan mengubah mekanisme fotosintesis pada tumbuhan, mereka belajar memecah air menjadi hidrogen dan oksigen, sambil melepaskan energi. Artikel tentang ini diterbitkan di Nature Energy.
Fotosintesis itu sendiri adalah proses "mengubah" sinar matahari menjadi energi, yang digunakan tumbuhan. Oksigen adalah produk sampingan dari dekomposisi air yang diserap oleh tanaman. Mungkin fotosintesis adalah reaksi terpenting bagi semua kehidupan di Bumi, karena menghasilkan hampir semua oksigen di atmosfer planet. Hidrogen, yang juga terbentuk selama pemisahan air selama fotosintesis, berpotensi menjadi sumber energi yang ramah lingkungan dan tidak pernah habis.
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh akademisi dari St. John's College di Cambridge University menggunakan sinar matahari untuk memecah air menjadi hidrogen dan oksigen selama proses fotosintesis buatan, yang telah dikoreksi oleh para ilmuwan dengan komponen biologis dan teknologi baru. Dengan metode ini, tanaman menyerap sinar matahari lebih banyak dari biasanya.
“Fotosintesis alami tidak efektif, karena dikembangkan semata-mata untuk kelangsungan hidup tumbuhan, sehingga memberikan energi minimum yang dibutuhkan - hanya 1-2% dari potensi yang dapat dikeluarkannya,” komentar salah satu penulis karya Katarzyna Sokol.
Fotosintesis buatan telah ada selama beberapa dekade, tetapi tidak pernah berhasil digunakan untuk menciptakan energi terbarukan, karena didasarkan pada aksi katalis yang mahal dan beracun. Untuk alasan yang sama, tidak ada yang mencoba menggunakannya di tingkat industri.
Pengaturan eksperimental di mana proses fotositesis semi-buatan dilakukan.
Studi Cambridge adalah bagian dari upaya skala besar untuk meningkatkan fotosintesis semi-buatan dengan tujuan bergerak menuju fotosintesis buatan sepenuhnya menggunakan enzim.
Video promosi:
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Sokol tidak hanya mampu meningkatkan jumlah energi yang dihasilkan dan disimpan, tetapi juga mengaktifkan proses fotosintesis pada alga, yang telah tidak aktif selama ribuan tahun.
“Hidrogenase adalah enzim yang ditemukan dalam alga yang dapat mengurangi jumlah proton dalam hidrogen. Dalam perjalanan evolusi, produksinya di alga dinonaktifkan, karena tidak diperlukan untuk bertahan hidup. Kami mampu mengatasi keterbatasan ini dan mencapai reaksi yang diinginkan - memisahkan air menjadi hidrogen dan oksigen,”jelas Sokol.
Peneliti berharap teknik yang dikembangkan oleh kelompoknya dapat diterapkan pada sistem inovatif untuk mengubah energi matahari. Ini adalah model pertama yang berhasil menggunakan hidrogenase dan fotosistem untuk proses fotosintesis semi-buatan yang dipicu seluruhnya oleh sinar matahari.
Dua tahun lalu, terobosan nyata di bidang ini adalah penciptaan perangkat fotosintesis buatan oleh para ilmuwan dari Pusat Penelitian Julich. Prototipe kerja perangkat adalah unit mandiri kecil dengan luas permukaan kerja hanya 64 sentimeter persegi.
Ksenia Murasheva
