(PhysOrg.com)-Ingeniører fra University of Cincinnati udtænker et skum, der fanger energi og fjerner overskydende kuldioxid fra luften-takket være semi-tropiske frøer.
I årtier, landmænd har forsøgt at finde måder at få mere energi ud af solen.
Ved naturlig fotosyntese, planter optager solenergi og kuldioxid og omdanner det derefter til ilt og sukker. Ilt frigives til luften, og sukkerarterne spredes i hele planten - ligesom den søde majs, vi leder efter om sommeren. Desværre, allokeringen af lysenergi til produkter, vi bruger, er ikke så effektiv, som vi gerne ville. Nu gør ingeniørforskere ved University of Cincinnati noget ved det.
Forskerne finder måder at tage energi fra solen og kulstof fra luften til at skabe nye former for biobrændstoffer, takket være en semi-tropisk frøart. Deres resultater er netop blevet offentliggjort online i "Artificial Photosynthesis in Ranaspumin-2 Based Foam" (5. marts, 2010) i tidsskriftet “ Nano bogstaver . ” (Det bliver en omslagshistorie til den trykte udgave i efteråret.)
Research Assistant Professor David Wendell, studerende Jacob Todd og College of Engineering and Applied Science Dean Carlo Montemagno medforfatter papiret, baseret på forskning i Montemagnos laboratorium i Institut for Biomedicinsk Teknik. Deres arbejde fokuserede på at lave et nyt kunstigt fotosyntetisk materiale, der bruger plante, bakteriel, frø- og svampenzymer, fanget i et skumhus, at producere sukker fra sollys og kuldioxid.
Skum blev valgt, fordi det effektivt kan koncentrere reaktanterne, men tillader meget godt lys og luftindtrængning. Designet var baseret på skumrederne fra en semitropisk frø kaldet Tungara-frøen, som skaber meget lang levetid skum til sine udviklende haletudser.
”Fordelen for vores system i forhold til planter og alger er, at al den opsamlede solenergi omdannes til sukker, der henviser til, at disse organismer skal aflede meget energi til andre funktioner for at opretholde liv og reproducere, ”Siger Wendell. ”Vores skum bruger heller ikke jord, så fødevareproduktionen ikke ville blive afbrudt, og det kan bruges i stærkt berigede kuldioxidmiljøer, som udstødningen fra kulbrændende kraftværker, i modsætning til mange naturlige fotosyntetiske systemer. ”
Han tilføjer, "I naturlige plantesystemer, for meget kuldioxid lukker fotosyntesen, men vores har ikke denne begrænsning på grund af den bakteriebaserede fotooptagelsesstrategi. ”
Der er mange fordele ved at kunne skabe et plantelignende skum.
”Du kan omdanne sukkerarterne til mange forskellige ting, herunder ethanol og andre biobrændstoffer ”Forklarer Wendell. “Og det fjerner kuldioxid fra luften, men vedligeholder det nuværende agerjord til fødevareproduktion. ”
“Denne nye teknologi etablerer en økonomisk måde at udnytte fysiologien i levende systemer ved at skabe en ny generation af funktionelle materialer, der i sig selv inkorporerer livsprocesser i sin struktur, ”Siger Dean Montemagno. ”Specifikt i dette arbejde præsenterer det en ny vej til høst af solenergi til at producere enten olie eller mad med effektivitet, der overstiger andre biosolære produktionsmetoder. Mere generelt etablerer den en mekanisme til at inkorporere funktionaliteten i levende systemer i systemer, som vi konstruerer og bygger. ”
Det næste trin for teamet vil være at forsøge at gøre teknologien mulig for store applikationer som kulstofopsamling ved kulbrændende kraftværker.
“Dette indebærer at udvikle en strategi for at ekstrahere både lipidskallen af algerne (brugt til biodiesel) og det cytoplasmiske indhold (tarmen), og genanvendelse af disse proteiner i skummet, ”Siger Wendell. "Vi undersøger også andre korte kulstofmolekyler, vi kan lave ved at ændre enzymcocktailen i skummet."
Montemagno tilføjer, "Det er et vigtigt skridt i opfyldelsen af løftet om nanoteknologi."