لینکهای قابل دسترسی

پنجشنبه ۱۰ فروردین ۱۳۹۶ ایران ۰۷:۲۰

پژوهشگران ايتاليايی می خواهند با برگ مصنوعی برق توليد کنند


پژوهشگران ايتاليايی می خواهند با برگ مصنوعی برق توليد کنند

پژوهشگران ايتاليايی می خواهند با برگ مصنوعی برق توليد کنند

پژوهشگران ايتاليايی در حال ساختن برگ مصنوعی هستند تا روشی را که گياهان برای توليد انرژی از نور خورشيد بکار می گيرند، کپی کنند.

اگر آنان موفق به اين کار شوند گام بزرگی در جهت توليد انرژی پاک برداشته شده است.

فتوسنتز يا نورساخت در برگ گياهان فرآيندی طبيعی است که طی آن نور خورشيد به انرژی شيميايی و منبع تغذيه گياهان بدل می شود.

بنابراين اگر گياهان می توانند از نور خورشيد هيدروژن توليد کنند چرا نتوان با کپی کردن از طبيعت انرژی سبز و پاک توليد کرد؟

پژوهشگران مؤسسه پلی تکنيکو در شهر تورين ايتاليا در حال آزمايش نوعی برگ مصنوعی هستند تا به وسيله آن از تابش خورشيد و آب هيدروژن توليد کنند.

اين مؤسسه در سال ۲۰۰۹ به پروژه بلند پروازانه اتحاديه اروپا به نام «سولهايدروميکز» پيوست.

هدف اين است که يک «برگ مصنوعی» عمل فتوسنتز را شبيه سازی کند. فرآيندی که از طريق آن گياهان با استفاده از نور خورشيد آب را به دو عنصر اصلی خود اکسيژن و هيدروژن تقسيم می کنند.

در صورت موفقيت آميز بودن اين طرح می توان به ميزانی نامحدود از انرژی پاک و تجديد پذير دست پيدا کرد.

پروفسور جيمز باربر، مؤسس آزمايشگاه بيوسولار جايی که اين آزمايش ها در آن انجام می شود، می گويد: «شعار من در مورد اين پروژه اين است که اگر برگ می تواند اين کار را انجام بدهد پس ما هم می توانيم و حتی می توانيم اين کار را بهتر انجام بدهيم. به نظر من تلاش برای ساختن يک سيستم مصنوعی فتوسنتز که ما اسمش را «برگ مصنوعی» گذاشته ايم يک ضرورت است. سيستمی که يک مولد قوی و ارزان است و می تواند نور خورشيد را به انرژيهای ذخيره شده از پيوندهای شيميايی تبديل کند. ترکيباتی مثل هيدروژن، متانول يا اتانول. به طوری که بتوانيم برای فنآورهايمان سوخت توليد کنيم.»

تمامی عناصر بکار گرفته شده در اين کار ساده هستند و تنها علمی که در آن استفاده می شود کمی پيچيده است.

«سيمِليس هرناندز» که در حال آزمايش يک سلول الکتروشيميايی ساخته شده از مواد کبالتی است که منبع تغذيه آن نور است می گويد: «ما در حال ديدن فرآيندی هستيم که در جريان فتوسنتز در گياهان اتفاق می افتد. در اينجا ماده ای داريم که در حضور نور خورشيد کار آنزيم فتوسنتز را تقليد می کند و آب را به اکسيژن و يون های هيدروژن تجزيه می کند که در يکی ديگد از الکترودها دوباره با هم ترکيب ميشوند تا هيدروژن توليد شود. در واقع شما می توانيد در سطح اين الکترود حباب های در حال پيدايش اکسيژن را ببينيد.»

آنزيمی که مسئول عمل فتوسنتز است به نام «فتوسيستم ۲» شناخته می شود.

در سال ۲۰۰۴ پروفسور باربر از کالج سلطنتی لندن برای اولين بار ساختار دقيق آن را نشان داد و برنده جوايز متعدد علمی شد. او در سال ۲۰۰۹ و زمانی که به عنوان استاد مدعو در مؤسسه پلی تکنيکو حضور داشت آزمايشگاه بيوسولار را در «اَلِساندريا» در صد کيلومتری شهر تورين ايتاليا تأسيس کرد.

در اين آزمايشگاه پژوهشگران با استفاده از متد پژوهشی باربر به دنبال درک بهتر نحوه عملکرد آنزيم «فتوسيستم ۲» در گياهان هستند.

با اين حال روشی که در طبيعت به کار می رود بسيار پيچيده است و تقليد آن کار ساده ای نيست.

«کريستينا پاگليانو» در مورد اصول ابتدايی اين فرآيند می گويد: «پژوهش های ما در آزمايشگاه بيوسولار در «اَلِساندريا» در مورد نمونه طبيعی آنزيم فتوسيستم ۲ انجام می شود. اين آنزيم در برگ گياهان است و ما تبديل به عصاره اش می کنيم و سعی می کنيم با خالص سازی آن بلوری از آنزيم ها بدست آوريم. به طوری که بتوانيم با اشعه ايکس آن را تجزيه و تحليل کنيم.»

پژوهشگران در اين کار عمدتا از گياه توتون و نخود استفاده می کنند که به سرعت رشد می کنند و از شاخ و برگ خوبی برخوردارند.

سبزی برگ گياهان حاصل رنگدانه ای به نام کلروفيل است که مولکول های آن نقشی حياتی در فرآيند فتوسنتز دارند و هدايت گر نور خورشيد به انرژی شيميايی هستند.

يکی از بزرگترين چالش های پيش روی تيم پژوهشگران اين مرکز يافتن کاتاليزوری کاراست که برای تجزيه آب به اجزای آن نيازی به منبع تغذيه اضافی نداشته باشد.

XS
SM
MD
LG