Bionic Leaf 2.0

Μια ομάδα επιστημόνων από το πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ δημιούργησαν ένα εξελιγμένο σύστημα τεχνητής φωτοσύνθεσης, ανώτερο και από τη φυσική φωτοσύνθεση, το οποίο χρησιμοποιεί πάνελ για να δεσμεύσει την ηλιακή ενέργεια με την οποία μπορεί να διασπάσει τα μόρια του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο. Στη συνέχεια, σε ένα ξεχωριστό θάλαμο, με τη βοήθεια ενός γενετικά τροποποιημένου βακτηρίου (Ralstonia eutropha) και ένα ένζυμο που μαζί με το παραγόμενο υδρογόνο, ενός μεταλλικού καταλύτη και του διοξείδιο του άνθρακα, μετατρέπονται σε ισοπροπανόλη, ουσία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υγρό καύσιμο όπως η αιθανόλη ή η βενζίνη, με την ισοπροπανόλη να μην επιβαρύνει το περιβάλλον με “αέρια του θερμοκηπίου”.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή ενέργειας Ντάνιελ Νοσέρα του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ και την Πάμελα Σίλβερ από το Τμήμα Βιοχημείας και Βιολογικών Συστημάτων της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Science, έχουν ονομάσει το σύστημά τους “Bionic Leaf 2.0” (Βιονικό Φύλλο), το οποίο αποτελεί μετεξέλιξη προηγούμενης τεχνολογίας της ίδιας ομάδας. Ο Νοσέρα δήλωσε:

Πρόκειται για ένα πραγματικό σύστημα τεχνητής φωτοσύνθεσης. Στο παρελθόν είχε χρησιμοποιηθεί η τεχνητή φωτοσύνθεση για να διασπασθεί το νερό, όμως το νέο σύστημά μας πάει από το Α έως το Ω, ξεπερνώντας κατά πολύ την αποτελεσματικότητα της φωτοσύνθεσης στη φύση.

Οι ερευνητές ανέφεραν ότι, εκτός από την παραγωγή υγρών καυσίμων, το “Βιονικό Φύλλο” θα έχει τη δυνατότητα μελλοντικά να παράγει οποιοδήποτε μόριο με βάση τον άνθρακα, οπότε αποτελεί μια βιοχημική πλατφόρμα με τεράστιες δυνατότητες. Το νέο σύστημα, το οποίο διαθέτει έναν βιολογικά συμβατό -και πολύ βελτιωμένο σε σχέση με το προηγούμενο βιονικό φύλλο- καταλύτη από κράμα κοβαλτίου-φωσφόρου, μπορεί να μετατρέπει πλέον την ηλιακή ενέργεια σε βιομάζα με αποδοτικότητα της τάξης του 10%, έναντι μόλις 1% των ενεργειακών φυτών που καλλιεργούνται γι’ αυτό το σκοπό.

Ο Νοσέρα τόνισε ότι το σύστημα, παρόλο που είναι δυνατό να βελτιωθεί κι άλλο στο μέλλον, διαθέτει ήδη επαρκή ενεργειακή αποδοτικότητα για να αξιοποιηθεί εμπορικά.

Είναι μια σημαντική ανακάλυψη, που δείχνει ότι μπορούμε να τα καταφέρουμε καλύτερα και από τη φωτοσύνθεση. Αλλά επίσης θέλω να φέρουμε αυτή την τεχνολογία και στον αναπτυσσόμενο κόσμο,

συμπλήρωσε και εξέφρασε την ελπίδα ότι το «βιονικό φύλλο» θα βρει χρήσιμες εφαρμογές, ιδίως στις αναπτυσσόμενες χώρες. Από την άλλη, είναι ενδεικτικό ότι η έρευνα, μεταξύ άλλων, χρηματοδοτήθηκε από το Πολεμικό Ναυτικό και την Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ, που προφανώς κάποια ενδιαφέρουσα στρατιωτική χρησιμότητα διαβλέπουν στη νέα τεχνολογία.

Αν και η μελέτη δείχνει πώς το σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή χρήσιμων καυσίμων, οι δυνατότητές του δεν τελειώνουν εκεί, αναφέρει η Σίλβερ.

Η ομορφιά της βιολογίας είναι ότι πρόκειται για τον καλύτερο χημικό του κόσμου- η βιολογία μπορεί να πραγματοποιήσει χημικές διεργασίες που εμείς δεν μπορούμε να κάνουμε εύκολα.

Το “Βιονικό Φύλλο 2.0″ έχει βασιστεί σε προηγούμενες εργασίες του Νοσέρα, της Σίλβερ και των συνεργατών τους. Ο “προκάτοχός” του μετέτρεπε την ηλιακή ενέργεια σε ισοπροπανόλη, αλλά ο καταλύτης που παρήγαγε το υδρογόνο, ένα κράμα νικελίου-μολυβδαινίου, δημιουργούσε αντιδραστικό οξυγόνο που κατέστρεφε το γονιδίωμα των βακτηρίων. Για να το αποτρέψουν, οι ερευνητές λειτουργούσαν τα σύστημα σε εξαιρετικά υψηλές τάσεις ρεύματος με συνέπεια να μειώνεται η αποδοτικότητα. Στο νέο βιονικό φύλλο χρησιμοποίησαν έναν καταλύτη από κράμα κοβαλτίου-φωσφόρου που δεν προκαλεί αυτά τα προβλήματα.