بیوتکنولوژی صنعتیسوخت زیستیفتوسنتزفناوری های همگرا

طراحی سلول خورشیدی با تمرکز بر فتوسنتز

| طراحی سلول خورشیدی با تمرکز بر فتوسنتز

✅ Gary Hastings متخصص فیزیک زیستی دانشکده فیزیک و نجوم دانشگاه جورجیا در کشور امریکا و همکارش، تحقیقاتشان را با تمرکز بر روی عمل فتوسنتز انجام داده اند. سلول های خورشیدی دارای بازده کمتری از جذب نور خورشید نسبت به گیاهان هستند و دلیل آن حرکت غشای سلولی نامتوازن درون سلول های خورشیدی طی عمل فتوسنتز است.


✳ گیاهان پیشینه ای حدود یک میلیارد سال دارند و بهترین روند فتوسنتز را دارا هستند. آن ها از انرژی خورشیدی برای تبدیل دی اکسیدکربن و آب به گلوکز و اکسیژن استفاده می کنند. گلوکز توسط گیاهان به عنوان سوخت استفاده می شود و اکسیژن نیز مورد نیاز همه است. در سیستم های خورشیدی انسان ساخت، الکترون به راحتی می تواند در سراسر غشاء برود و بیاید؛ به همین جهت است که انرژی خود را از دست می دهد و در کل بازده فرایند کاهش می یابد.

✳ Hastings اولین شخصی است که روی ساز و کار سیستم های فتوسنتز طبیعی کار کرده است. وی می گوید: «اگر بر روی یک سلول خورشیدی انسان ساخت نور خورشید بتابد، تنها حدود 10 درصد آن به برق تبدیل می شود. در گیاهان، تقریباً تمام نور خورشید جذب شده به انرژی شیمیایی تبدیل می شود. سؤال این است که علت این بازده ی بالا در گیاهان چیست ؟!»

✳ یکی از عوامل مهم در فتوسنتز، رخ دادن آن در سرعت های بالا است. در طول فرایند فتوسنتز، نور خورشید به یک رنگدانه که نور خورشید را به دام می اندازد –کلروفیل– برخورد می کند و وظیفه این رنگدانه تبدیل نور خورشید مهار شده به الکترون است که در غشای سلولی در میلیاردم ثانیه جا به جا می شود!

✳ در آزمایشگاه، تلاش بر جایگزینی این رنگدانه های کلروفیلی با دیگر رنگدانه های ساختاریافته مورد بررسی قرار گرفته است که این کار باعث تغییر روند حرکت الکترون ها در غشای سلولی خواهد شد. اما به جای گیاهان دارای برگ سبز، Hastings و همکارش در حال مطالعه فتوسنتز در سیانو باکتری ها است که اغلب آن ها را جلبک های آبی سبز می نامند. سیانو باکتری دارای سیستم تبدیل انرژی خورشیدی مشابه با گیاهان است و عمل فتوسنتز را مشابه گیاهان انجام می دهد.

✳ Hastings می گوید: «خالص سازی ماده گیاهی پیچیده است و بسیار ساده تر است که مهندسی ژنتیک را در تجزیه و تحلیل سیانو باکتری به کار بگیریم تا در سلول های گیاهی.» او هم چنین اثر جلبک آبی سبز در حیطه های دیگر نظیر تولید سوخت زیستی را نیز بررسی می کند. هنگامی که سلول های جلبک رشد می کنند، آن ها چربی ها را تولید می کنند که می توانند از سلول ها خارج شده و سپس به سوخت زیستی دیزل تبدیل شوند. بنابراین Hastings می گوید: «سؤال این است که چگونه می توانیم روش های تولید بیش تر و بیش تر چربی ها را توسعه دهیم.»

✳ طبق گفته های Hastings: «لجن سبز که در حوضچه ها و آبراه ها دیده می شود،  نمونه بسیار بزرگ شده جلبک است که خطرناک هستند زیرا به جهت سمی بودنشان، برای حیواناتی که از این آب می نوشند مضر هستند و نیز بر سلامت انسان نیز اثر منفی دارند. هدف ما این است که با استفاده از طیف سنجی، بر این جلبک ها نظارت داشته باشیم.»

✳ در اواخر سال 2017 میلادی، برای این پروژه از دولت کشور امریکا مبلغ 400 هزار دلار تحت عنوان حمایت مالی گرفته شده است. وزارت انرژی با حمایت از این پروژه اعلام کرده که این حرکت می تواند منجر به توسعه سلول های خورشیدی شود و این سرمایه گذاری، در بخش های خودرو و خانه به ما بر می گردد.

? ترجمه : مظاهر سبزی

لینک خبر
لینک مقاله
عضویت در زیست فن میکروبی، صنعتی، محیط زیست
عضویت در کانال زیست فن

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

هشـت + یـک =

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن