Američtí vědci odhalili starou záhadu fotosyntézy, nové poznatky mohou pomoci k lepšímu využití energie Slunce
Úplné pochopení a napodobení procesu fotosyntézy, který umožňuje rostlinám, řasám a dalším organizmům získávat energii ze slunečního záření, by mohlo lidstvu otevřít cestu k novému zdroji energie či přinejmenším vylepšit současné technologie. Američtí vědci nyní přišli s objevem, který vysvětluje záhadu, na kterou si vědci lámali hlavy více než 3 desetiletí.
V organismech využívajících fotosyntézu tento proces začíná absorpcí fotonu z dopadajícího světla skrz pigmenty nacházející se v buňkách. Díky absorbovanému fotonu následně elektron v pigmentu přeskočí do vyššího energetického stavu, a buňka se tak dostane do excitovaného stavu.
„Abyste pochopili, jak biologie pohání své aktivity, musíte porozumět přenosu elektronů. Pohyb elektronů je zásadní: je to způsob, jakým se uvnitř buňky vykonávána práce,“ říká Philip Laible, biofyzik z laboratoře Argonne.
Před více než 30 lety, kdy byly odhalena první struktura těchto komplexních pochodů, byli vědci překvapeni faktem, že po zachycení fotonu se uvolněný elektron mohl vydat dvěma směry. V případě rostlin, řas a bakterií využívajících proces fotosyntézy se však elektron vždy vydává stejnou cestou, což vědci nedokázali vysvětlit.
„Oddělení náboje přes membránu – a jeho stabilizace – je zásadní, protože vytváří energii, která pohání růst buněk,“ uvedla Deborah Hansonová, biochemička z laboratoře Argonne
Nyní se však vědcům z Národní laboratoře Argonne, spadající pod americké ministerstvo energetiky, a Washingtonské univerzity podařilo ovlivnit jednotlivé kroky celého procesu, čímž dokázali změnit trajektorii uvolněného elektronu.
Podle Christine Kirmaierové, chemičky z Washingtonské univerzity a vedoucí projektu, se týmu podařilo proces fotosyntézy ovlivnit do takové míry, že se uvolněný elektron vydal opačným směrem v 90 % případů.
„Je to důležité, protože získáváme schopnost využít tok energie k pochopení principů, které povedou k novým aplikacím abiotických systémů. To by nám umožnilo výrazně zvýšit účinnost mnoha solárních zařízení a případně je značně zmenšit. Máme zde obrovskou příležitost otevřít zcela nové obory světlem poháněných biochemických reakcí, které si nepředstavovala ani příroda. Pokud to dokážeme, bude to obrovské,“ dodává Philip Laible.
Mohlo by vás zajímat:
"Umělá fotosyntéza" má úžasný potenciál pro skladování sluneční energie. Zatímco u rostlin je celková účinnost přeměny energie slunečního záření okolo 1 % či menší, polovodičová fotovoltaika pracuje s účinnostmi 20% až 40%.
To je obrovský rozdíl a obrovská možnost "imitací přírody", ale s mnohem vyšší účinností, udělat opravdu velký skok v masivním využití a ukládáni sluneční energie.
1% účinnost čeho a v jakém smyslu? Umí fotovoltaické články vyrobené člověkem vyrábět kyslík,růst, vytvářet bílkoviny a různé molekulární struktury? Pravděpodobně ne.
Při fotosyntéze dochází k excitaci elektronu fotonem, nikoli protonem. Opravte si to. Jinak velmi
zajímavé, že jsme schopni okopírovat fotosyntézu. Časem už bychom mohli pochopit základy udržitelnosti.
Dobrý den,
chybička se vloudila. Děkuji za upozornění, v článku bylo opraveno.
EM
Základní zákon, který platí v našem vesmíru je ten, že při energetických přeměnách vždy stoupá entropie systému z toho vyplývá, že dříve či později nebude možno vykonávat práci a tedy to, že život ani nic kolem nás není ani obnovitelné ani udržitelné to jsou zelené nesmysly nic více
No to je sice pravda, ale tak dlouhodobá, že je v zásadě na nic. Dokud hvězdy spalují a dělají horký zásobník a vesmír expanduje a dělá studený zásobník, tak máme z tohoto pohledu entropie několik miliard let čas. Kolik času má lidstvo je o něčem úplně jiném.
Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
Přihlásit se