Peneliti Menggunakan Fotosintesis Semi Buatan untuk Membuat Energi Matahari

Salah satu upaya jangka panjang untuk tidak hanya mengembangkan lebih banyak energi terbarukan, tetapi juga untuk membantu mengurangi perubahan iklim dengan menghilangkan karbon dioksida dari atmosfer adalah proses yang disebut fotosintesis buatan. Seperti namanya, bidang ini mencakup upaya untuk melakukan apa yang harus dilakukan tanaman - memecah molekul air menjadi hidrogen yang dilepaskan energi dan oksigen yang dapat bernapas menggunakan sinar matahari alami - diri kita dengan cara yang lebih hemat energi.

Jika para ilmuwan dapat mengetahui cara menciptakan kembali proses di mana tanaman mengubah CO2 pemanasan iklim menjadi energi bersih, kita dapat mengembangkan energi bersih tanpa batas secara teoretis, tidak hanya untuk orang-orang di planet Bumi ini, tetapi juga untuk orang-orang yang akan (semoga) suatu hari membutuhkan udara dan energi bersih untuk mengeksplorasi dan mengembangkan struktur layak huni di ruang angkasa. Ini adalah ambisi yang setidaknya berasal dari tahun 1912 Ilmu kertas, tetapi ada rintangan, yaitu bahwa itu membutuhkan penggunaan katalis yang mahal dan seringkali mencemari.

Untungnya, sekelompok peneliti di St. John's College di University of Cambridge mengatakan mereka mungkin telah menemukan solusi dengan berhasil memisahkan molekul oksigen dan hidrogen dalam air menggunakan campuran proses alami dan teknologi buatan manusia. Ini adalah proses yang mereka sebut fotosintesis semi-buatan, dan mereka mengatakan itu bisa membantu merevolusi pengembangan daya terbarukan. Temuan mereka dipublikasikan Senin di Alam.

"Fotosintesis alami dapat dianggap sebagai cetak biru biologis untuk konversi energi matahari menjadi energi kimia dan bahan bakar matahari," jelas penulis pertama Katarzyna Sokó dalam emailnya kepada Terbalik. "Dibandingkan dengan fotosintesis alami, sistem baru ini membuat penggunaan spektrum cahaya matahari lebih efisien, memberikan hasil konversi yang tinggi, dan mem-bypass beberapa jalur metabolisme yang bersaing, yang tidak dapat dicapai hanya dengan menggunakan biologi sintetik atau ilmu material saja."

Apa itu Fotosintesis Semi Buatan?

Fotosintesis semi artifisial adalah bidang penelitian yang relatif baru yang mencoba menciptakan kembali fotosintesis menggunakan campuran biologi sintetis dan ilmu material dengan mata aplikasi energi terbarukan. Studi Cambridge berfokus pada enzim yang ditemukan dalam alga yang disebut Hydrogenase, yang digunakan untuk memecah molekul hidrogen dan air dalam proses yang berhenti terjadi secara alami karena tidak lagi diperlukan untuk kelangsungan hidup alga.

"Pekerjaan kami … menyediakan kotak peralatan untuk mengembangkan sistem semi-artifisial di masa depan untuk konversi energi dan 'menghubungkan ulang' jalur fotosintesis lainnya," tambah Sokó. "Misalnya, aplikasi sistem tandem semi-artifisial dapat diperluas di luar reaksi pemisahan air untuk memotret berbagai reaksi, seperti konversi gas rumah kaca, CO2 menjadi bahan bakar."

Untuk saat ini, perangkat hanya menjadi bukti konsep. Sokó menguraikan bahwa itu "relatif terlalu rapuh" untuk aplikasi industri. Pengambilan yang paling menggembirakan, katanya, mungkin fakta bahwa begitu banyak peneliti yang berbeda dengan bidang keahlian yang sangat berbeda dapat berkolaborasi dalam memecahkan masalah yang begitu penting.

"Sangatlah mengejutkan betapa banyak bidang multi-disiplin dan bidang keahlian yang berbeda diperlukan untuk mengembangkan sistem ini, termasuk ilmu material, nanoteknologi, kimia anorganik, kimia sintetik dan biokimia," katanya. "Butuh bertahun-tahun penelitian dan kolaborasi untuk mendapatkan pengetahuan yang cukup."

Para peneliti melihat inovasi seperti ini sangat penting tidak hanya untuk memastikan masa depan energi terbarukan tetapi juga untuk memastikan bahwa pesawat ruang angkasa masa depan dapat melakukan perjalanan jarak jauh. Kembali pada bulan Juli, sekelompok ilmuwan internasional menghasilkan makalah tentang bagaimana melakukan percobaan eksperimen fotoelektrokimia di lingkungan gravitasi nol.

Tujuan dari proyek itu adalah mencari cara agar para peneliti dapat melakukan eksperimen seperti yang dilakukan tim Cambridge, tetapi di luar angkasa.

Pelaporan tambahan oleh Sarah Sloat.