العلماء يطوّرون طريقة لتحويل ضوء الشمس إلى وقود

طوّر العلماء طريقة لتحويل ضوء الشمس إلى وقود، والذي يمكن أن يصنع مصدرًا غير محدود للطاقة المتجددة. وقد وصل الباحثون من جامعة كامبريدج إلى هذا عن طريق تقسيم المياه إلى هيدروجين وأكسجين. وقاموا بذلك من خلال استخدام تقنية تسمى التركيب الضوئي شبه الصناعي الذي يعتمد على نفس محطات المعالجة التي تستخدم لتحويل أشعة الشمس إلى طاقة، حيث يمكن أن يكون الهيدروجين، الذي يتم إنتاجه عند انقسام الماء، مصدرًا أخضر وغير محدود للطاقة المتجددة. قام الباحثون بذلك عن طريق إعادة تنشيط هيدروجينيز ، وهو إنزيم موجود في الطحالب ، يمكنه أن يعالج البروتونات  إلى هيدروجين.

ويتم إنتاج الأكسجين كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي عندما يكون الماء الذي تمتصه النباتات "منقسم". إنها واحدة من أهم ردود الفعل على هذا الكوكب لأنها مصدر كل الأكسجين في العالم تقريبًا. استخدم الباحثون ضوء الشمس الطبيعي لتحويل الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام خليط من المكونات البيولوجية والتقنيات التي يصنعها الإنسان. طور أكاديميون في مختبر ريزنر في قسم الكيمياء في كيمبردج التقنية الجديدة لتقسيم المياه المدفوعة بالطاقة الشمسية.

وتمكنت طريقتهم أيضا من امتصاص الضوء الشمسي أكثر من التمثيل الضوئي الطبيعي ، وفقا للورقة التي نشرت في مجلة نيتشر إنيرجي. وقالت كاتارزينا سوكول ، الكاتبة الأولى وطالب الدكتوراه في كلية سانت جون."عملية التمثيل الضوئي الطبيعي ليست فعالة لأنها تطورت لمجرد البقاء على قيد الحياة ، لذا فهي تصنع الحد الأدنى من الطاقة اللازمة - حوالي واحد إلى اثنين في المائة مما يصعب تحويله وتخزينه". لقد ظل التمثيل الضوئي الصناعي موجودًا منذ عقود ، إلا أنه لم يتم استخدامه بنجاح حتى الآن لإنتاج الطاقة المتجددة. هذا لأنه يعتمد على استخدام المحفزات ، التي غالبًا ما تكون مكلفة وسامة.

ووصف الدكتور إيروين ريزنر ، رئيس مختبر ريزنر ، وهو زميل في كلية سانت جون في جامعة كامبريدج ، وأحد مؤلفي ، البحث بأنه "علامة فارقة". وقال "هذا العمل يتغلب على العديد من التحديات الصعبة المرتبطة بتكامل المكونات البيولوجية والعضوية في المواد غير العضوية لتجميع الأجهزة شبه الاصطناعية ويفتح صندوق أدوات لتطوير أنظمة مستقبلية لتحويل الطاقة الشمسية"، لم يقتصر الباحثون على تحسين كمية الطاقة التي يتم إنتاجها وتخزينها فحسب ، بل تمكنوا أيضًا من إعادة تنشيط عملية في الطحالب التي ظلت نائمة لآلاف السنين.