Kimyagerler, bitki fotosentezini model alan yeni bir molekül geliştirdi. Işık etkisi altında aynı anda iki pozitif ve iki negatif yük depolayabilen bu molekül, güneş ışığını karbon nötr yakıtlara dönüştürme amacı taşıyor.
Bitkiler, CO2’yi (karbondioksit) enerji açısından zengin şeker moleküllerine dönüştürmek için güneş ışığının enerjisini kullanır. Fotosentez olarak tanımlanan bu süreç, neredeyse tüm yaşamın temelini oluşturur. Çünkü hayvanlar ve insanlar bu şekilde üretilen karbonhidratları yeniden “yakabilir” ve içlerinde depolanan enerjiyi kullanabilir. Bu süreçte tekrar karbondioksit açığa çıkarak döngü tamamlanır.
Fotosentez çevre dostu yakıtların da anahtarı olabilir. İsviçre’deki Basel Üniversitesinden araştırmacılar, doğal fotosentezi taklit ederek güneş ışığını hidrojen, metanol ve sentetik benzin gibi yüksek enerjili bileşikler (güneş yakıtları) üretmek için kullanmayı hedefliyor. Bu yakıtlar yakıldığında, yalnızca yakıtların üretilmesi için gereken miktarda karbondioksit açığa çıkacak. Yani yakıtlar karbon nötr olacak.
Profesör Oliver Wenger ve doktora öğrencisi Mathis Brändlin, yapay fotosentez geliştirme yolunda önemli bir adım attı; ışık radyasyonu altında aynı anda dört yük (iki pozitif ve iki negatif) depolayabilen özel bir molekül geliştirdiler. Yüklerin depolanması güneş ışığını kimyasal enerjiye dönüştürmek için gerekli. Bu yükler, örneğin suyu hidrojen ve oksijene ayırmak gibi reaksiyonları tetikleyebilir.
Geliştirilen molekül, her biri belirli bir görevi yerine getiren beş kısımdan oluşuyor. Molekülün bir tarafında, elektron salan ve bu süreçte pozitif yüklenen iki kısım bulunur. Diğer taraftaki iki kısım ise elektronları alarak negatif yüklenir. Ortada ise güneş ışığını yakalayan ve reaksiyonu (elektron transferi) başlatan bileşen yerleştirildi.
Dört yükü oluşturmak için iki ışık flaşı kullanıldı. İlk ışık flaşı moleküle çarparak bir pozitif ve bir negatif yükün oluştuğu bir reaksiyonu tetikler. Bu yükler, molekülün zıt uçlarına doğru hareket eder. İkinci flaş aynı tepkiyi tekrarlayarak molekülde iki pozitif ve iki negatif yük birikmesini sağlıyor.
Araştırmacılar, şimdiden güneş ışığının yoğunluğuna yaklaştıklarını iddia ediyor. Ancak yeni molekül henüz işlevsel bir yapay fotosentez sistemi oluşturmuyor. Bulgular, yapay fotosentezin merkezinde yer alan elektron transferlerini anlamaya katkıda bulunuyor.
Kaynak: Nature Chemistry
