Güneş Enerjisini Sıvı Yakıta Dönüştüren Biyonik Yapraklar

0

Bitkiler, bir milyar yıldan fazla bir zamandır fotosentez yoluyla güneş enerjisinden yaralanarak çevrelerindeki hava ve suyu besine dönüştürüyorlar. Fotovoltaik hücreler aracılığıyla güneş enerjisinden üretilen elektriğin, fotoelektroliz yoluyla yakıt hücrelerinde kullanılabilecek hidrojenin elde edilmesinde kullanılabileceği bilim insanları tarafından daha önce ortaya çıkarılmıştı. Ancak, hidrojenin araçlarda veya enerji üretiminde bir yakıt olarak pratik kullanımında henüz bir başarı sağlanamadı. Fotovoltaik hücreler gelecekteki yenilenebilir enerji ihtiyacının karşılanmasında önemli bir potansiyele sahip. Yine de, güneş enerjisinin geniş ölçekli uygulamaları, üretilen enerjinin depolanabilmesi için daha verimli yöntemlerin geliştirilmesi ile mümkün.

biyonik yaprak ile ilgili görsel sonucu

Güneş enerjisinden yakıt üretilmesinde mevcut döngü, suyun fotoelektokimyasal yöntemle hidrojen ve oksijene ayrıştırılmasına dayanıyor. Yanıcı bir madde olan hidrojen prensipte etkileyici bir yakıt olsa da enerji altyapısı sıvı yakıtlara dayanan günümüz koşullarında, pratikteki uygulamalara yönelik sınırlamalar mevcut. Buradan hareketle, Harvard Üniversitesinden bir grup araştırmacı,  bakteriler aracılığıyla güneş enerjisini sıvı yakıta çeviren yeni bir sistem oluşturdu. Bu yeni biyo-elektro-kimyasal sistemde, “yapay yaprak” uygun bir katalizör ve güneş ışığı aracılığıyla suyu hidrojen ve oksijene ayrıştırıyor. Suyun ayrıştırılmasında kullanılan katalizörün ucuz ve ulaşılabilir malzemelerle üretildiği ve bakteri gibi yaşayan organizmaların büyüme koşullarıyla son derece uyumlu olduğu belirtiliyor. Ralstonia eutropha bakterisi de karbondioksit ve hidrojeni, biyokütleye ve sıvı bir yakıt olan izopropanole dönüştürüyor. Verimi yüzde 3.2’ye kadar çıkabilen yeni sistem, çoğu kara bitkisinden daha iyi bir performans gösteriyor. R. Eutropha bakterisinin uygun şekilde düzenlenmesiyle 216 mg/L’ye kadar izopropanol elde edilebiliyor. Ayrıca bu çalışmayla, zorlu kimyasal enerji-yakıt dönüşüm reaksiyonlarında, biyotik ve abiyotik kökenli katalizörlerin arayüz olarak kullanılabileceği ortaya konuluyor.  İnorganik kataliz ve biyoloji arayüzünün kimyasal sentez için görülmemiş bir platform oluşturduğuna değinen araştırmacılar güneş enerjisinden kimyasal madde üretme prosesinin vitamin gibi ilaçların üretiminde de kullanılabileceği görüşünde.

biyonik yaprak ile ilgili görsel sonucu

Araştırmacılar, “kişiselleştirilmiş enerji” veya enerjinin yerel olarak üretilmesi ve kullanılması yaklaşımının, enerjinin merkezi olarak üretildiği ve daha sonra yerellere dağıtıldığı mevcut durumdan daha sade ve kullanışlı olduğu görüşünde. Merkezi olarak planlandığı takdirde yerelleştirilmiş enerji üretimi ve kullanımının, enerji verimliliği ve enerji güvenliği açısından daha iyi sonuçlar ortaya koyacağı düşünülüyor.

Biyonik yaprağın, güneş enerjisini biyokütleye dönüştürme veriminin, katalizörün ve bakterinin optimizasyonuyla arttırılması amaçlanıyor. Güneş enerjisinden izopropanol üretiminin neredeyse yüzde birlik bir verimle gerçekleştiğini belirten araştırmacıların öncelikli hedefi yüzde beşlik bir verim sağlamak. Doğada fotosentez yoluyla güneş enerjisinden biyokütle oluşmasının yüzde birlik bir verimle gerçekleştiği düşünüldüğünde, konuyla ilgili edilen bilimsel birikimin üstünde yükselen 1.5 yıllık bir araştırmanın evrimin 2.6 milyar yılda geldiği noktaya gelebildiğini çarpıcı bir şekilde ortaya koyuyor.

248 total views, 1 views today

Konuyu Değerlendir
  • Fascinated
  • Happy
  • Sad
  • Angry
  • Bored
  • Afraid
Share.

About Author

Leave A Reply

Ankara Temizlik