Nước và ánh sáng mặt trời: Công thức cho nhiên liệu bền vững

Các nhà khoa học đã tái tạo một trong những bước quan trọng trong quá trình quang hợp, mở đường cho các hệ thống sinh học được hỗ trợ bởi ánh sáng mặt trời mà có thể sản xuất hydro làm nhiên liệu.

Nước và ánh sáng mặt trời là nguồn tài nguyên phong phú. Đó là một điều thật thú vị để sử dụng chúng để tạo ra hydro, và làm điều đó với giá rẻ và an toàn", tiến sĩ Kastoori Hingorani, từ Trung tâm ARC - Trường Nghiên cứu Sinh học ANU . Hydro cung cấp tiềm năng như là một nguồn năng lượng thay thế không thải ra carbon như các sản phẩm dầu mỏ khi mà nguyên lý mà các nhà máy sản xuất hydro từ việc tách nước đã được hiểu rõ.

Nhóm nghiên cứu tạo ra một loại protein mà khi tiếp xúc với ánh sáng để quang hợp.

Hệ thống sử dụng một loại protein trong tự nhiên và không cần pin hoặc các kim loại đắt tiền, có nghĩa là nó có thể là giá cả phải chăng ở các nước đang phát triển, Tiến sĩ Hingorani nói.

Hợp tác nghiên cứu, giáo sư Ron Pace cho biết nghiên cứu đã mở ra khả năng mới cho sản xuất hydro như một nguồn nhiên liệu giá rẻ và sạch.

"Đây là lần đầu tiên chúng tôi đã nhân rộng việc bắt giữ chủ yếu của năng lượng từ ánh sáng mặt trời", giáo sư Pace nói.

"Đó là khởi đầu của một bộ đầy đủ các khả năng, chẳng hạn như việc tạo ra một loại nhiên liệu hiệu quả cao, hoặc bẫy carbon trong khí quyển."

Giáo sư Pace cho biết một lượng lớn nhiên liệu hydro được tạo ra bởi quá trình quang hợp nhân tạo có thể biến đổi nền kinh tế.

"Đó là chu trình cacbon về cơ bản là vô hạn, bền vững. Ánh sáng mặt trời và nước có ở khắp mọi nơi. Nguyên liệu chúng ta cần phải làm để vào cuối chu kỳ sử dụng, nó lại tạo ra nước," ông nói.

Nhóm nghiên cứu sửa đổi một loại protein được nhiều người nghiên cứu và phổ biến, Ferritin, đó là loại Protein hiện diện trong hầu như tất cả các sinh vật sống.

Vai trò thông thường của Ferritin là để lưu trữ sắt, nhưng nhóm nghiên cứu loại bỏ sắt và thay thế nó bằng kim loại phong phú, mangan, để gần giống với quá trình lá thực vật  chia tách nước trong quang hợp.

Protein cũng liên kết với một nhóm hem, mà các nhà nghiên cứu thay thế bằng một sắc tố nhạy sáng, kẽm chlorin.

Khi họ chiếu ánh sáng vào ferritin sửa đổi, có một dấu hiệu rõ ràng của truyền điện tích giống như trong quang hợp tự nhiên.

Các khả năng truyền cảm hứng cho nhà nghiên cứu có tầm nhìn - Phó Giáo sư Warwick Hillier, người đứng đầu nhóm nghiên cứu cho đến khi ông qua đời vì bệnh ung thư não, hồi đầu năm nay.

"Phó giáo sư Hillier tưởng tượng thay đổi E. coli để nó thể hiện gen để tạo ra các protein quang hợp nhân tạo làm sẵn Nó sẽ là một hệ thống tự tái tạo - Tất cả các bạn cần làm là ánh sáng chiếu lên trên đó", tiến sĩ Hingorani nói.

Câu chuyện Nguồn:

Câu chuyện trên là dựa trên các tài liệu được cung cấp bởi Đại học Quốc gia Úc . Lưu ý: có thể được chỉnh sửa nội dung và thời gian.

Tạp chí Tài liệu tham khảo :

Kastoori Hingorani, Ron Pace, Spencer Whitney, James W. Murray, Paul Smith, Hòn Mun Cheah, Tom Wydrzynski, Warwick Hillier. Hình ảnh quá trình oxy hóa của các tyrosine trong một bacterioferritin 'phản ứng sinh học thiết kế centre'-Một mô hình protein cho quang hợp nhân tạo . BIOCHIMICA et Biophysica Acta (BBA) - bioenergetics , năm 2014; 1837 (10): 1821 DOI: 10.1016 / j.bbabio.2014.07.019