|
|
IHS | ||||
|
|
|||||
ARTIFICIELL FOTOSYNTES Artificiell fotosyntes Solen – bästa energikällan Vitsen med solenergi är att täcka energibehoven som ersättningen för oljan och kärnkraften, med hållbaraste alternativ för livets bästa. Solceller, biokraft och vindkraft, har gjort framsteg och kan göra Sverige helt oberoende av energiimport. Ett forskningsprojekt vill framställa vätgas genom en storskalig fotosyntesmetod med levande organismer. Men det varnas också om stora risker kring denna metod. Inom forskarvärlden finns en viss ambivalent inställning.
Paul Lindberg: | 2016-08-07| Forskningen kring konstgjorda system för framställning av vätgas från sol och vatten, med en fotobiologisk produktion för storskalig bränsleframställning med levande organismer, kan vara ett löfte eller ett allvarligt hot. Många entusiastiska projekt har inte sällan gått överstyr och utgjort hot mot människan och naturen. Den vetenskapliga risken, enligt Stenbjörn Styring, professor i Kemi vid Uppsala universitet och projektledare, är hög enligt forskarna själva och mycket krävande och långsiktigt. Det handlar om 50-årsperspektiv. Forskningens mål är att kunna integrera och experimentera fram generell grundläggande vetenskap som krävs för att utveckla nya energimål.Artificiell fotosyntes för vätgasframställning tycks vara bilindustrins stora förhoppning kring den fortsatta masslinjen med ökad bilism in absurdum. Solbränsle framställt med artificiell fotosyntes av sol och vatten låter nästan för bra för att vara sant. Det är säkert sant att det kan fungera med denna metod. Men! Med denna mastodontomfattning, som det blir frågan om, finns ännu inget utvecklat konsekvenstänkande. Detta projekt, om det visar sig realistiskt, kan i så fall komma alldeles försent, enligt tidsperspektivet av uppåt 50 år. Under tiden tuffar bilindustrin på med massproduktionen av bilar, som bara genom tillverkningen av bilar avger lika mycket växthusgaser som användandet av bilar. Det hela ser alltså mera ut som att människor ska blidkas i förhoppningen om det kommande vätgasbränslet. Och att greppet över tillväxtutvecklingen är under kontroll. Sådana förhoppningar leder till att det är fritt fram för den nuvarande bilismens tillväxtbomb. Detta trots att det inte förekommit några som helst åtgärder mot den globala uppvärmningen. Tvärtom, växthusgaserna ökar i både Sverige och i den övriga världen. Och det beror till stor del på den globala massbilismen. Om hela den globala bilismen övergår till vätgasbränsle, som detta projekt handlar om, så varnas det för konsekvenser som kan få betydligt allvarligare följder än den nuvarande globala uppvärmningen – i värsta fall – eller med likartade konsekvenser. Om detta har forskningen ännu inte kunnat leverera några garantier över huvudtaget. Naturlig fotosyntes Fotosyntesen skapar principiellt energi från ljus som lagrar kemisk energi. Denna syntes sker främst bland gröna växter som bl.a. alger och cyanobakterier. Det sker i en process, eller s.k. proteinkomplex – tylakoidmembran. För att kunna lagra energi i kemisk form fordras elektroner från vatten. Vatten oxideras till dioxygen, som genererar en mycket hög redoxpotential och utför överföringen av elektronreaktioner. Forskningsprojektet undersöker funktionen hos komponenter och mekanismen för vattenoxidering, och överförandet av molekylär kunskap till forskningen inom artificiell fotosyntes. Det gäller tillämpningen av olika biokemiska metoder för mutationsmöjligheter för studiet av dessa komponenter. Detta projekt handlar om grundforskning. Vätgasbilen avger bara vatten, istället för nuvarande koldioxider med bensindrivna bränslen. Huvudpoängen är att det är framställningen av vätgasen som kan vara det riktigt stora problemet. Artificiell fotosyntes I den artificiella fotosynten utnyttjas principerna av den naturliga fotosynten för energiframställning. Det långsiktiga målet är att konstruera ett syntetiskt fotosystem, som omvandlar solenergi till något lagringsbart bränsle. Elektronreaktionernas överföring är en kritisk del för transformering av ljusenergi till kemisk energi. Forskningen ligger på den molekylära systemnivån för styrningen av elektronöverföringen, för kopplingen av fotoinducerad laddningsseparation för flera elektronreaktioner. Molekylära katalysatorer för fotodriven vattenoxidation "Vår idé är att utforma flerkomponentsmolekylära funktionssystem med många som bygger på kemiska principer från naturliga system. Vår strategi är att använda principerna från Fotosystem II och att syntetisera stabila metallorganiska föreningar som kan oxidera vatten, med hjälp av energin i solljuset," enligt professor Stenbjörn Styring. I projektet används koboltpartiklar för den ljusdrivna vattenoxidationen. Det sker för att materialen ska ligga i linje med den naturliga fotosyntesen. Forskningsprojektet anser själva att det syntetiska och spektroskopiska kunnandet står på fast mark och att projektet har genomfört banbrytande kunskaper. Med koboltbaserad vattendelning har katalysatorerna utvecklat en oxidationskatalysator som kan drivas av synligt ljus i vattenlösningar. En fullständig cell för ljus kan driva en vattenoxidation för vätgasproduktion. Och det är huvudfokuseringen för detta forskningsprojekt. Fotobiologisk bränsleproduktion Enligt professor Stenbjörn Styring är fotobiologi en grundläggande vetenskap i gränslandet mellan kemi, cell- och molekylärbiologi, och genetik. Kollegan och projektledaren Peter Lindblad: "Visionen är att använda en kombination av avancerad genteknik och syntetisk biologi, att utveckla fotosyntetiska mikroorganismer som ska användas i framtida biotekniska tillämpningar. För närvarande syftar detta forskningsprojekt på utvecklingen av cyanobakterier som omvandlar solenergi till en energibärare. Målet är direkt omvandling av solenergi till bränsle, med fokus på vätgas samt kolbaserade bränslen." riskerna är höga enligt forskarna I ett unikt forskningsprojekt har initiativet tagits för ett konstgjort system som möjliggör framställning av vätgas från sol och vatten, med en fotobiologisk produktion av bränsle i levande organismer. Den vetenskapliga risken är hög enligt forskarna själva och är mycket krävande. Målet är att utforska, integrera och genomföra grundläggande vetenskap som krävs för att utveckla dessa nya energimål. Forskningen inbegriper olika discipliner, som kemisk design och syntes, fysikalisk kemi, avancerad spektroskopi av många slag, biokemi, biofysik, molekylärbiologi och genteknologi till bioreaktordesign och teknik. Ingen enskild vetenskaplig forskardisciplin kan själv förverkliga ett sådant här projekt, det fordras gränsöverskridande samarbeten.
|
|
|||||||
