Artificiell fotosyntes
Konstgjord energi på naturens vis
Anders Lundberg
Förbundet Unga Forskare
Världens stora utmaningar:
Befolkningstillväxt och energibehov
Världens stora utmaningar:
Befolkningstillväxt och energibehov
Världens stora utmaningar:
Globala klimatförändringar
Världens stora utmaningar:
Globala klimatförändringar
MEN:
Uppvärmning eller avsvalning - spelar ingen roll!
Förändringen är det intressanta
Och där är forskarna överens - en förändring är på väg,
och växthusgaserna är den primära orsaken
En forskares bästa inspirationskälla:
Naturens smarta lösningar
Har naturen någon metod för att förbruka
växthusgaser och producera energi?
JA!
FOTOSYNTES
En forskares bästa inspirationskälla:
Naturens smarta lösningar
I fotosyntesen omvandlas koldioxid, solljus och
vatten till syre och upplagrad energi
Fotosyntesen sker i kloroplaster:
organeller i växtceller och vissa bakterier
CO2 + solljus + vatten -> O2 + energirika produkter
Energirika produkter kan vara exempelvis
kolhydrater eller vätgas
Biomimik:
att imitera naturens processer metoder för vätgasproduktion
Så fungerar det i kloroplaster:
1.
Enzymkomplexet Fotosystem
II fångar in energin från
solljuset i klorofyllmolekyler
2.
Klorofyllmolekylerna blir
energimättade och ger bort en
elektron som går vidare och
ger energi för att bilda
kolhydrater
Biomimik:
att imitera naturens processer metoder för vätgasproduktion
3.
Klorofyll återfår sin tappade
elektron genom att ett komplex
av manganjoner och
aminosyran tyrosin oxiderar
vatten
4.
När klorofyll reducerats av
mangankomplexet kan den
återigen fånga in solenergi och
cykeln börjar om
Forskningens mål är att skapa
en “supermolekyl” som kan
fungera på samma sätt som
Fotosystem II!
Biomimik:
att imitera naturens processer metoder för vätgasproduktion
I forskarnas supermolekyl:
•
Ädelmetallen Ruthenium ersätter klorofyll som
reducerande molekyl
•
Annan manganuppsättning
•
Elektronen används för vätgasproduktion istället för att
driva syntesen av kolhydrater
Biomimik:
att imitera naturens processer metoder för vätgasproduktion
Från naturlig till artificiell fotosyntes:
Forskning i Sverige:
Konsortiet för Artificiell fotosyntes
Forskare från Uppsala, Lund och
Stockholms universitet samarbetar
sedan 1994 i ett konsortium för att
utveckla tenik för artificiell
fotosyntes.
Forskningen anses vara ett av
Sveriges främsta
spjutspetsområden och finansieras
av flera stiftelser och
organisationer.
Förutom biomimetisk forskning
arbetar konsortiet även med
bioreaktorer.
