Gli scienziati penetrano nella fase iniziale della fotosintesi nella svolta dei biocarburanti

Lo scorso mese , Exxon Mobile (Borsa di New York: XOM) Ho staccato la spina Nel progetto di 14 anni di biocarburanti algali per diventare l’ultima compagnia petrolifera ad abbandonare quello che una volta era considerato il carburante del futuro, l’intera idea non era senza merito. Le alghe hanno alcuni chiari vantaggi rispetto ai filtri biofiltro, principalmente perché questi microrganismi fotosintetici sono estremamente efficienti nel convertire la luce solare in biomassa; Possiede Alto contenuto di grassi fino all’80% Per alcune cultivar e più diverse rispetto, ad esempio, al mais, una popolare coltura di biocarburanti.

Sfortunatamente, Exxon e i suoi gruppi affiliati a Big Oil hanno trovato molto difficile rendere l’economia dei biocarburanti a base di alghe competitiva con quella di un greggio molto più economico, con la società di bioprodotti a base di alghe Silana Si stima che il petrolio greggio debba raggiungere i 500 dollari al barile affinché i biocarburanti a base di alghe possano competere con successo.

Ma una nuova scoperta da parte degli scienziati potrebbe offrire ad aziende come Exxon e ai protagonisti delle energie rinnovabili una nuova ancora di salvezza. Gli scienziati hanno “Hackerato” una fase iniziale della fotosintesi E ha scoperto nuovi modi per estrarre energia dal processo, una scoperta che potrebbe aiutare a generare combustibili puliti ed energia rinnovabile.

Trucco della fotosintesi

Un team internazionale di biologi, chimici e fisici, guidato dall’Università di Cambridge, è riuscito a studiare la fotosintesi a livello molecolare e su una scala temporale ultraveloce: milionesimi di milionesimo di secondo.

Sebbene il processo mediante il quale le piante convertono la luce solare e l’acqua in energia sia noto agli esseri umani da secoli, la fotofisica del processo, compresi i cambiamenti atomici e molecolari che si verificano quando la luce solare viene assorbita dalle piante, non è ben compresa. Una grande sfida per comprendere appieno la fotosintesi è che il processo è troppo veloce per essere monitorato da molti sistemi di monitoraggio convenzionali. Per superare questa barriera, il team di Cambridge ha sviluppato una tecnica utilizzando tecniche di spettroscopia ultraveloce utilizzando impulsi laser puntati su campioni di cellule viventi per monitorare i rapidi cambiamenti cellulari.

Secondo l’autore dello studio Tomi Baikie, questi laser scattano “immagini” di cellule fotosintetiche a una velocità di “…Un milione di volte più veloce del tuo iPhone. L’elettronica (quantistica) nel mondo vegetale è piuttosto sorprendente. Non ci aspettavamo che funzionasse del tutto, ma ha funzionato davvero, davvero bene. Ciò significa che abbiamo un nuovo strumento per comprendere le cellule.”

La scoperta chiave del team è che gli elettroni necessari per la fotosintesi vengono estratti dalle cellule molto prima di quanto si pensasse. Zhang ei suoi colleghi hanno cercato di capire come le molecole a forma di anello chiamate chinoni siano in grado di “rubare” gli elettroni dalla fotosintesi. I chinoni possono facilmente accettare e cedere elettroni. Gli scienziati hanno utilizzato la spettroscopia di assorbimento transitorio ultraveloce per studiare come si comportano i chinoni nei cianobatteri fotosintetici in tempo reale, mentre ci sono stati molti tentativi di “rubare” gli elettroni dalla fotosintesi nel tempo”.Il raggiungimento di questo aprirebbe molte interessanti possibilità in cui le celle fotovoltaiche e i loro componenti possono agire come catalizzatori autogeneranti e autoriparanti che non possono essere replicati da sistemi artificiali». La complicazione finora, ha aggiunto Zhang, è che i ricercatori non sono riusciti a “vedere” dove l’elettronica veniva rubata dall’interno delle celle.

Se questo suona un po’ bizantino e non ortodosso, il punto è che questa scoperta è un potenziale punto di svolta con una serie di applicazioni future, dai biocarburanti allo sviluppo di colture più efficienti, che potrebbero migliorare la competitività dei futuri biocarburanti. Inoltre, gli scienziati hanno studiato come utilizzare la fotosintesi per affrontare la crisi climatica, ad esempio simulando i processi fotosintetici per generare carburante pulito solo dalla luce solare e dall’acqua.

“Bastano pochi hack di base per cambiare completamente il campo. Queste scoperte richiedono tempo, ma anche un investimento nella scienza di base e nella ricerca interdisciplinare. Questo lavoro ne è una bellissima dimostrazione, abbiamo cambiato i target post che questa tecnologia può essere,ha detto Zhang.

Di Alex Kimani per Oilprice.com

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