"Daun Bionic" Sistem Baru yang Melampaui Efisiensi Fotosintesis
Nocera, Patterson Rockwood Profesor Energi di Harvard University, dan Pamela Silver, Elliott T. dan Onie H. Adams, Profesor Biokimia dan Sistem Biologi di Harvard Medical School, telah bekerja menciptakan sistem yang menggunakan energi matahari untuk memisahkan molekul air dan hidrogen untuk menghasilkan bahan bakar cair.Makalah yang penulis utama termasuk rekan post-doktoral Chong Liu dan mahasiswa pascasarjana Brendan Colón, dijelaskan dalam sebuah makalah 3 Juni diterbitkan di Science.
"Ini adalah sistem fotosintesis buatan yang benar," kata Nocera. "Sebelumnya, orang menggunakan fotosintesis buatan untuk membelah air, tapi ini adalah sistem A-to-Z yang benar, dan kami sudah lebih efisien daripada fotosintesis di alam."
Sementara itu, penelitian menunjukkan sistem dapat digunakan untuk menghasilkan bahan bakar, kata Silver, yang juga Core Anggota Pendiri Wyss Institute di Universitas Harvard.
"Pada prinsipnya, kami memiliki platform yang dapat membuat molekul berbasis karbon. Jadi ini memiliki potensi untuk menjadi sangat fleksibel."
Dijuluki "bionik daun 2.0," sistem baru didasarkan pada pekerjaan sebelumnya oleh Nocera, Perak dan lain-lain, yang - meskipun itu mampu menggunakan energi matahari untuk membuat isopropanol - menghadapi sejumlah tantangan.
Tantangan utama, Nocera mengatakan, adalah fakta bahwa katalis yang digunakan untuk menghasilkan hidrogen - paduan nikel-molybdenum-zinc - juga menciptakan spesies oksigen reaktif, molekul yang menyerang dan menghancurkan DNA bakteri ini. Untuk menghindari masalah itu, peneliti dipaksa untuk menjalankan sistem pada tegangan tinggi yang tidak normal, sehingga efisiensi berkurang.
"Untuk makalah ini, kami merancang katalis paduan cobalt-fosfor baru, yang kami menunjukkan tidak membuat spesies oksigen reaktif," kata Nocera. "Itu memungkinkan kita untuk menurunkan tegangan, dan yang menyebabkan peningkatan dramatis dalam efisiensi."
Sistem sekarang dapat mengkonversi energi matahari untuk biomassa dengan efisiensi 10 persen, Nocera mengatakan, jauh di atas satu persen yang terlihat di tanaman yang paling cepat berkembang.
Di samping meningkatkan efisiensi, Nocera dan rekan mampu memperluas portofolio sistem untuk mencakup isobutanol dan isopentanol. Para peneliti juga menggunakan sistem untuk membuat PHB, prekursor bio-plastik, proses pertama kali ditunjukkan oleh profesor MIT Anthony Sinskey.
Katalis baru juga datang dengan keuntungan lain - desain kimianya memungkinkan untuk "menyembuhkan diri sendiri" - yang berarti tidak akan lintah bahan ke dalam larutan.
Menurut Silver. "Katalis ini benar-benar kompatibel secara biologis."
Meskipun ada mungkin belum ada ruang untuk peningkatan tambahan dalam efisiensi, Nocera mengatakan sistem sudah cukup efektif untuk mempertimbangkan aplikasi komersial, tetapi dalam model yang berbeda.
"Ini adalah penemuan penting - itu mengatakan kita bisa lebih baik dari fotosintesis," kata Nocera. "Tapi saya juga ingin membawa teknologi ini ke negara berkembang juga."
Bekerja sama dengan program Pertama 100 Watts di Harvard, yang membantu mendanai penelitian ini, Nocera berharap untuk terus mengembangkan teknologi dan aplikasi di negara-negara seperti India dengan bantuan ilmuwan mereka.
Dalam banyak hal, Nocera mengatakan, sistem baru menandai pemenuhan janji "daun buatan" nya yang menggunakan tenaga surya untuk memisahkan air dan membuat bahan bakar hidrogen.
"Jika Anda berpikir tentang hal itu, fotosintesis menakjubkan," katanya. "Dibutuhkan sinar matahari, air dan udara - dan kemudian melihat pohon, itulah apa yang kami lakukan, tapi kami melakukannya dengan lebih baik, karena kita mengubah semua energi yang menjadi bahan bakar.."
Cerita Sumber:
Posting di atas dicetak ulang dari bahan yang disediakan oleh Harvard University. Item asli ditulis oleh Peter Reuell. Catatan: Bahan dapat diedit untuk konten dan panjang.
Referensi jurnal:
C. Liu, B. C. Colon, M. Ziesack, P. A. Silver, D. G. Nocera. Pemisahan air-biosintesis sistem dengan efisiensi pengurangan CO2 melebihi fotosintesis. Sains, 2016; 352 (6290): 1210 DOI: 10,1126 / science.aaf5039
Google Terjemahan untuk Bisnis:Perangkat PenerjemahPenerjemah Situs Web
Diterjemahkan dari Science Daily
Pada
Juni 05, 2016
0 Komentar untuk "Daun Bionic" Sistem Baru yang Melampaui Efisiensi Fotosintesis