研究者は、太陽エネルギーを生み出すために半人工光合成を使用しました

より再生可能なエネルギーを開発するだけでなく、大気から二酸化炭素を除去することによって気候変動を緩和することを手助けするためのより長期的な取り組みの1つは、人工光合成と呼ばれるプロセスです。その名が示すように、この分野では、自然エネルギーを利用して、水の分子をエネルギーを与える水素と通気性のある酸素に分離するという植物のための取り組みを、よりエネルギー効率の高い方法で行います。

植物が気候温暖化のCO2をクリーンエネルギーに変換するプロセスを再現する方法を科学者が解明することができれば、私たちは地球上の人々だけでなく、いつか（できれば）そうする人々のために理論的に無限のクリーンエネルギーを開発できます宇宙で住むことのできる建造物を探索し開発するためには、きれいな空気とエネルギーが必要です。それは少なくとも1912年までさかのぼるという野心です 科学 しかし、それは高価で、しばしば汚染する触媒の使用を必要とするというハードルがありました。

幸いなことに、ケンブリッジ大学のセントジョンズ大学の研究者グループは、自然のプロセスと人工の技術を組み合わせて水中の酸素と水素分子をうまく分割することによって回避策を発見したかもしれないと言います。それは彼らが準人工的光合成と呼ぶプロセスであり、そしてそれは再生可能エネルギーの開発に革命を起こすのを助けることができると彼らは言う。彼らの調査結果は月曜日に発表されました 自然。

「自然の光合成は、太陽エネルギーを化学エネルギーと太陽燃料に変換するための生物学的な青写真と見なすことができます」と、最初の著者KatarzynaSokóは、 逆 。 「自然の光合成と比較して、この新しいシステムは太陽光スペクトルをより効率的に利用し、高い変換収率を提供し、そして合成生物学または材料科学だけでは達成できないいくつかの競合する代謝経路を回避する」

半人工光合成とは何ですか？

半人工光合成は、再生可能エネルギーの利用を視野に入れて、合成生物学と材料科学を組み合わせて光合成を再現することを試みる比較的新しい研究分野です。ケンブリッジの研究では、藻の生存に必要ではなくなったために自然には起こらなくなったプロセスで水素と水の分子を分割するために使用されていたハイドロゲナーゼと呼ばれる藻に見られる酵素に焦点を当てた。

「われわれの仕事は、将来のエネルギー変換や他の光合成経路を「再配線」するための将来の半人工システムを開発するためのツールボックスを提供する」とソコは付け加えた。 「例えば、半人工タンデムシステムの用途は、水分解反応を超えて、温室効果ガス、CO2の燃料への変換など、広範囲の反応を光触媒に拡張することができます。」

今のところ、このデバイスは単なる概念実証です。 Sokó氏は、産業用アプリケーションには「比較的脆弱すぎる」と説明しました。彼女が言った、最も心強いテイクアウトは、そのように大きく異なる分野の専門知識を持つ非常に多くの異なる研究者がそのような重要な問題を解決するために共同研究をすることができたということかもしれません。

「このシステムを開発するには、材料科学、ナノテクノロジー、無機化学、合成化学、生化学など、さまざまな分野にまたがる専門分野が必要とされるのは驚くほど困難でした」と彼女は言います。 「十分な知識を得るには長年の研究と共同作業が必要でした。」

研究者は、再生可能エネルギーの未来を確保するためだけでなく、未来の宇宙船が長距離を走行できるようにするためにも、このような革新が不可欠であると考えています。 7月にさかのぼって、国際的な科学者グループが、無重力環境で光電気化学実験を行う方法についての論文を作成しました。

このプロジェクトの目的は、研究者がケンブリッジチームと同じような実験を行うことができるが宇宙で行うことができる方法を探すことです。

Sarah Sloatによる追加の報告。