Jesteśmy o krok od energetycznej rewolucji

Strona główna witryny MIT Technology Review informuje o intrygujących wynikach badań nad sztuczną fotosyntezą. Naukowcy z uniwersytetu w Kalifornii zaprojektowali działającą jednostkę opartą o nanoskalowe materiały i bakterie, która autonomicznie przekształcają dwutlenek węgla, wodę i energię słoneczną w użyteczne związki organiczne, które można wykorzystać zarówno w przemyśle farmaceutycznym, jak i do ogniw paliwowych.

Nie jest to pomysł nowy czy przełomowy, ale tym razem po raz pierwszy wykorzystano półprzewodniki zdolne zarówno do przechwytywania energii słonecznej, jak i transmitowania elektryczności do elektrotrofów, a więc bakterii przetwarzających ową elektryczność na związki organiczne.

Te półprzewodniki po raz pierwszy zostały bezpośrednio połączone z tymi bakteriami. Najpopularniejszym rozwiązaniem do tej pory były wielkie panele słoneczne. W tym przypadku półprzewodnikowe nanoprzewody przechwytują energię słoneczną i przekazują elektrony osadzonym w nich bakteriom. Nikt wcześniej nie opracował takiej konstrukcji.

Prototyp urządzenia na chwilę obecną jest w stanie produkować butanol, a więc polimer wykorzystywany do biodegradowalnych tworzyw sztucznych i w przemyśle farmaceutycznym. Można je jednak „przestroić” na inne związki. Co więcej, urządzenie jest bliskie efektywności swojego naturalnego odpowiednika, a więc roślinnej fotosyntezy, co… nadal jest zbyt mało efektywne, by było ekonomicznie opłacalne. Naukowcy zastrzegają jednak, że owa efektywność znacznie wzrośnie względem demonstrowanego prototypu.

Wynalazek ma jedną dodatkową zaletę: może pracować bez konieczności izolowania go od tlenu. Bakterie wykorzystywane do sztucznej fotosyntezy nie tolerują tego pierwiastka, co znacznie zwiększa koszty produkcji podobnych rozwiązań. W tym przypadku mikroby są chronione przez zastosowane nanoprzewody.

Naukowcy przyznają, że ich dzieło jest fundamentalnie niedoskonałe. Problem z bakteriami jest taki, że to żywe organizmy. A to oznacza, że nie dość, że trzeba je utrzymać przy życiu, to jeszcze i tak uparcie umierają po względnie niedługim czasie. Na dodatek nauka zna wydajniejsze chemiczne katalizatory.

Dlatego też ów prototyp jest środkiem, a nie celem. Zespół odpowiedzialny za wynalazek szuka syntetycznych odpowiedników, które by zastąpiły wykorzystywane mikroby. Te trafiły do aktualnej wersji tylko dlatego, że na chwilę obecną inne rozwiązanie nie jest możliwe z punktu widzenia technologicznego. Kluczowe jest tu jednak stwierdzenie „na chwilę obecną”.

* Ilustracja otwierająca pochodzi z serwisu Shutterstock