Ενέργεια μέσω... φωτοσύνθεσης

Ενα σημαντικό βήμα προς το όνειρο της ενέργειας που θα παράγεται σε απεριόριστες ποσότητες από το νερό και τον ήλιο έκαναν επιστήμονες αντιγράφοντας εργαστηριακά τη φωτοσύνθεση. Κλειδί σε αυτή τη διαδικασία ήταν ένας γενετικά τροποποιημένος ιός. 
Κατά τη φωτοσύνθεση τα φυτά μετατρέπουν το ηλιακό φως σε χημική ενέργεια. Η αντιγραφή αυτής της διαδικασίας είναι ένα όνειρο δεκαετιών για τη βιομηχανία των εναλλακτικών πηγών ενέργειας. Ενα σημαντικό πρώτο βήμα σε αυτή την κατεύθυνση είναι η διάσπαση των μορίων του νερού σε οξυγόνο και υδρογόνο. Από τη στιγμή που θα χωριστούν τα δύο συστατικά μέρη του νερού θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή χημικής ενέργειας. Οι επιστήμονες κατάφεραν να πετύχουν τη διάσπαση του νερού χρησιμοποιώντας γενετικά τροποποιημένους ιούς. Αυτοί οι ιοί έχουν την ικανότητα να χρησιμοποιούν την ενέργεια του ήλιου για να διασπούν στα συστατικά του μέρη τα μόρια του νερού. Με τις κατάλληλες βελτιώσεις και τη χρήση σε μεγαλύτερη κλίμακα, το σύστημα αυτό θα μπορούσε να παράγει απεριόριστες ποσότητες υδρογόνου, μιας καθαρής πηγής ενέργειας, η οποία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρισμού αλλά και ως καύσιμο για αυτοκίνητα και άλλα οχήματα.

Χωρίς φωτοβολταϊκά
Αν και η διάσπαση των μορίων νερού με τη χρήση του ηλιακού ηλεκτρισμού δεν είναι αδύνατη, η διαδικασία αυτή δεν είναι πολύ αποτελεσματική. Αυτήν τη φορά, όμως, οι επιστήμονες κατάφεραν να διασπάσουν το νερό απευθείας με το ηλιακό φως χωρίς να χρησιμοποιήσουν φωτοβολταϊκά συστήματα. Κι έφτασαν στον στόχο τους αντιγράφοντας τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Τα φυτά μετατρέπουν το ηλιακό φως σε χημική ενέργεια χρησιμοποιώντας τη χλωροφύλλη, μια χρωστική ουσία που δίνει στα φύλλα το χαρακτηριστικό πράσινο χρώμα τους. Η χλωροφύλλη παγιδεύει ποσότητες φωτός και χρησιμοποιεί την ενέργεια για να μεταφέρει ηλεκτρόνια από ένα μοριακό σύμπλεγμα σε ένα άλλο των φυτικών κυττάρων. Αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας είναι η μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα και του νερού σε γλυκόζη, η οποία αποθηκεύεται ως άμυλο ή κάτω από άλλες μορφές υδατάνθρακα.

Ο τροποποιημένος ΜΙ3
Κάποιοι επιστήμονες είχαν επιχειρήσει να αντιγράψουν τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης χρησιμοποιώντας τα κατάλληλα μέρη των φυτών. Το αποτέλεσμα δεν ήταν το επιθυμητό, καθώς οι δομές αυτές είναι πολύ ασταθείς. Αντίθετα, η Αντζελα Μπέλκερ και η ομάδα της στο Τεχνολογικό Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης προτίμησαν να αντιγράψουν τη μέθοδο αντί να χρησιμοποιήσουν τα φυτά. Στη θέση αυτών των τελευταίων επιστράτευσαν μια γενετικά τροποποιημένη εκδοχή ενός ακίνδυνου ιού ο οποίος ονομάζεται ΜΙ3 και συνήθως «κολλάει» διάφορα βακτήρια. Ο μεταλλαγμένος ΜΙ3 παρουσιάζει την ίδια συμπεριφορά σε έναν καταλύτη, το οξείδιο του ιριδίου, και μια βιολογική χρωστική ουσία, τον ψευδάργυρο πορφυρίνης. Με αυτόν τον τρόπο ο καταλύτης και η χρωστική ουσία μαζεύουν ενέργεια από τον ήλιο διασπώντας το οξυγόνο από το νερό. Οπως εξηγεί η καθηγήτρια Μπέλκερ, η χρωστική ουσία δρα σαν μια κεραία που συλλαμβάνει το φως και στη συνέχεια μεταφέρει την ενέργεια στον ιό. 
tanea.gr