Dušan Valent

Posledné dve storočia sa ľudstvo spolieha na fosílne palivá ako na dominantný zdroj energie poháňajúci priemysel a technologický pokrok. Moderným energetickým nárokom ľudstva však už nestačia. Problém môže vyriešiť „umelá fotosyntéza“. Fosílne palivá totiž nie sú nič iné ako vysokoskoncentrovaný produkt miliónov rokov fotosyntézy dávnych rastlín.

„Bez prírodnej fotosyntézy by sme neexistovali. Vďaka nej vzniká kyslík v&nbsp;ovzduší, ktorý na Zemi dýchame, a&nbsp;zároveň je fotosyntéza základom procesov, vďaka ktorým rastliny produkujú jedlo, ktoré konzumujeme,“ hovorí Wenbin Lin z&nbsp;Chicagskej univerzity. Vedec však jedným dychom dodáva, že fotosyntéza ni­kdy nebude dostatočne účinná, aby dokázala vytvárať palivo pre naše vozidlá a&nbsp;priemysel. „Príroda nemá žiadne riešenie pre súčasné energetické nároky ľudstva. Toto je naša najväčšia výzva a&nbsp;zároveň problém, ktorý si mnohí ľudia neuvedomujú,“ pripomína chemik. „Musíme nájsť cestu, ako vyvinúť oveľa efektívnejší proces, čo je hrozivé.“

Problémom fotosyntézy nie je len jeho pomerne nízka efektivita, ale z&nbsp;hľadiska moderného človeka aj skutočnosť, že vytvára cukry (karbohydráty). Tie sú výborným palivom pre naše telo, ale nie sú vhodným palivom pre naše mechanizmy a&nbsp;stroje, ktoré potrebujú palivo s&nbsp;oveľa viac skoncentrovanou energiou. Výskumníci sa preto snažia vyvinúť akúsi „umelú fotosyntézu“. A&nbsp;to je všetko iné, len nie jednoduché.

Zjednodušene, fotosyntéza v&nbsp;prírode prebieha vďaka mimoriadne zložitej súhre aktivity proteínov a&nbsp;pigmentov, ktoré menia vodu a&nbsp;oxid uhličitý do podoby cukrov. Snahy o&nbsp;zefektívnenie rastlinných procesov tak, aby zároveň produkovali namiesto cukrov palivá, neprinieslo ani po dekádach snáh želaný úspech. Ako informuje vedecký časopis Nature Catalysis, práve Wenbin Lin a&nbsp;jeho tím dosiahli pokrok, ktorý môže konečne znamenať prelom.

Lin s&nbsp;kolegami vychádzal zo špeciálnej látky, ktorú tvoria kovové ióny spájané organickými molekulami. Upravil ju do podoby jedinej vrstvy, aby maximalizoval plochu vhodnú pre chemické reakcie. Následne materiál namočil do roztoku obohateného o&nbsp;kobalt. Napokon nasledoval krok, ktorý vedci považujú za kľúč k&nbsp;úspechu nového prístupu: pridali aminokyseliny. Ich využitie v&nbsp;procese umelej fotosyntézy doposiaľ nik neskúšal.

Nový postup sa oplatil. Chemické reakcie nového systému umelej fotosyntézy vykázali účinnosť viac než desaťnásobne vyššiu ako predchádzajúce pokusy. Nový, mimoriadne efektívny proces navyše neprodukoval cukry, ale namiesto toho etanol a metán. A&nbsp;tým sa jeho schopnosti ani zďaleka nekončia.

„Ide o&nbsp;veľké zlepšenie oproti dnes existujúcim systémom, ale čo je rovnako dôležité, dokázali sme veľmi jasne pochopiť a&nbsp;opísať, ako tento umelý systém funguje na molekulárnej úrovni. Také podrobné zistenia sa starším výskumom nikdy nepodarilo dosiahnuť,“ hovorí Lin. Na druhej strane, výskumník pripomína, že na to, aby sa pomocou nového systému podarilo dosiahnuť priemyselne využiteľnú produkciu, metódu bude treba aplikovať v&nbsp;mierke väčšej o&nbsp;niekoľko rádov.

Hoci potrvá ešte nemálo rokov, kým sa pomocou novej umelej fotosyntézy začnú masívne produkovať palivá využívané v&nbsp;každodennom živote, proces dokáže už so súčasnými schopnosťami výrazne zjednodušiť alebo skrátiť produkciu najrôznejších produktov využívaných v&nbsp;priemysle alebo medicíne. Wenbin Lin si napríklad vie predstaviť, že sa pomocou neho budú produkovať suroviny na rôzne lieky alebo materiály, ako je nylon. „Mnohé z&nbsp;týchto výrobných procesov sú v&nbsp;zásade zhodné,“ hovorí výskumník. „Ak vyviniete všestranný chemický proces, ako sa podarilo nám, môžete ho využiť ako základ výroby najrôznejších látok.“

Vylepšenie: Umelá fotosyntéza nám čoskoro vyrobí lieky a palivá

Dušan Valent

Plus TV

Novinár nie je sudca. Nálepkovanie je forma extrémizmu

Peter je závislý na opiátoch a alkohole, bol vo väzbe. Čo odkázal ľuďom, ktorí chcú brať drogy?

Tomáš Demo z Highgate Group: Due diligence odhalí aj skryté riziká pri kúpe firmy

Výber pre vás

Vylepšenie: Umelá fotosyntéza nám čoskoro vyrobí lieky a palivá

Dušan Valent

Súvisiace články

Floridský Stonehenge: Výstredný Lotyš vraj budoval monument pomocou telekinézy

Záhada rakúskej múmie: Virtuálna pitva mladého šľachtica odhalila paradox

Najväčší výbuch: Obrovská hviezda v smrteľných kŕčoch predviedla nebývalé kozmické divadlo

Armagedon sa nekoná: Bruce Willis si môže pokojne užívať dôchodok, planétu zachraňovať nemusí

Tichý oceán zanikne. Našťastie, my sa toho nedožijeme

Plus TV

Novinár nie je sudca. Nálepkovanie je forma extrémizmu

Peter je závislý na opiátoch a alkohole, bol vo väzbe. Čo odkázal ľuďom, ktorí chcú brať drogy?

Tomáš Demo z Highgate Group: Due diligence odhalí aj skryté riziká pri kúpe firmy

Výber pre vás