استفاده از ماشین فتوسنتزی خزه برای تولید هیدروژن

محققان در تلاش برای جایگزین کردن هیدروژن به جای سوخت‌های فسیلی به عنوان منبع انرژی، با این مشکل مواجه هستند که چگونه هیدروژن قابل استفاده‌ای تولید کنند که تمیز و پایدار بوده و به فرایندهای پرانرژی و سختی که معایب آنها بر مزایای عدم استفاده از سوخت‌های فسیلی می‌چربند، تکیه نداشته باشند. یافته‌های جدید محققان دانشگاه تنسی در ناکسویل و آزمایشگاه ملی Oak Ridge نشان می‌دهد که فتوسنتز می‌تواند به عنوان منبع پاک و پایدار تولید هیدروژن عمل کند. این گروه پژوهشی دریافتند که می‌توان ماشین فتوسنتز درونی نوع خاصی از خزه دریایی را از آن جدا کرد؛ در صورتی که این ماشین فتوسنتز با کاتالیزور پلاتین ترکیب شود، با قرار گرفتن در معرض تابش نور می‌تواند به عنوان منبع پایدار تولید هیدروژن عمل کند. بَری بروس استاد بیوشیمی و زیست‌شناسی سلولی-مولکولی دانشگاه تنسی اشاره می‌کند که ما تاکنون بیشترین انرژی مورد نیاز خود را، هر چند به صورت غیرمستقیم، از فتوسنتز دریافت کرده‌ایم. سوخت‌های فسیلی که امروزه استفاده می‌کنیم، میلیون‌ها سال قبل گیاهانی بودند که رشد آنها از طریق فرایند فتوسنتز و با استفاده از نور خورشید صورت می‌گرفت. تلاش‌هایی همچون تولید سوخت‌های زیستی برای کوتاه کردن این مسیر صورت گرفته است. بروس می‌گوید: «سوخت‌های زیستی احتمالاً نمی‌توانند جایگزین بنزین به عنوان مهم‌ترین منبع انرژی شوند. ما دریافتیم که روش ما مستقیم‌تر بوده و قابلیت تولید مقادیر بسیار زیادی سوخت با استفاده از مقدار کمی انرژی را دارد». یکی از مزایای بزرگ روش بروس این است که دو حدواسط کلیدی در فرایند استفاده از توانایی‌های تبدیل انرژی خورشیدی گیاه حذف می‌شود. اولین واسطه زمان مورد نیاز برای گرفتن انرژی خورشید، رشد و تولید مجدد، مرگ و در نهایت تبدیل شدن گیاه به سوخت فسیلی است. دومین حدواسط انرژی است؛ مقادیر زیادی انرژی برای کشت، برداشت و فرایند تبدیل ماده گیاهی به سوخت زیستی مورد نیاز است. حذف این دو مرحله و استفاده مستقیم از سامانه خورشیدی درونی خزه برای تولید سوخت پاکیزه گام بسیار بزرگی رو به جلو به شمار می‌رود. بروس و همکارانش دریافتند که در صورت استفاده از خزه سبز-آبی گرماگرا که آب‌های گرم را ترجیح می‌دهد، می‌توانند واکنش را در 55 درجه سانتی‌گراد به صورت پایدار انجام دهند. این دما تقریباً همان دمای بیابان‌های خشک است که در آن بیشترین شدت تابش آفتاب وجود داشته و در نتیجه بیشترین بهره از واکنش به دست می‌آید. آنها همچنین دریافتند که با افزایش دما، بهره واکنش تا بیش از 10 برابر افزایش می‌یابد. جزئیات این تحقیق در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.

 http://www.physorg.com/news177242