إكتشاف مهم يمكن أن يكون المفتاح لمصدر جديد للطاقة

تستخدم النباتات و الكائنات الحية الأخرى الصباغ الأخضر لاستغلال أشعة الشمس أثناء عملية التمثيل الضوئي و لكنها غير فعالة إلى حد ما.

و على الرغم من أن معظم الحياة على الأرض تعتمد على عملية التمثيل الضوئي كمصدر للطاقة، فإن العملية لا زالت لديها صلة ضعيفة “الكلوروفيل”.

و لتحقيق هذه الغاية، كان العلماء يبحثون عن طرق لرفع مستوى التمثيل الضوئي الطبيعي حتى يتمكن البشر من التقاط و استخدام الطاقة من الشمس بشكل أكثر كفاءة.

كلسي ساكيموتو و هو باحث في مختبر بيدونغ يانغ في جامعة كاليفورنيا بيركلي، قد إكتشف بديل جديد للتمثيل الضوئي الطبيعي: البكتيريا سايبورغ التي تم تدريبها لتغطية أنفسها في الألواح الشمسية التي هي أكثر كفاءة بكثير من الكلوروفيل عند تحويل ضوء الشمس إلى مركبات مفيدة.

وقال ساكيموتو فى بيان صحفي “بدلا من الاعتماد على الكلوروفيل غير الفعال لحصاد ضوء الشمس، فقد علمت البكتيريا كيف تنمو و تغطى أجسادها ببلورات نانوية صغيرة شبه موصلة. “هذه البلورات النانوية هي أكثر كفاءة بكثير من الكلوروفيل ويمكن زراعتها في جزء صغير وهي أقل تكلفة في تصنيع الألواح الشمسية”.

لإنتاج البكتيريا سايبورغ ، ساكيموتو قام بتغذية سيستين الأحماض الأمينية وعنصر الكادميوم. ثم قامت البكتيريا بتوليف جزيئات كربيد الكادميوم (CdS)، التي تمتص الضوء بكفاءة و تعمل كألواح شمسية على أسطح البكتيريا. ينتج الكائن الهجين الجديد المسمى M. ثيرمواسيتيكا-(CdS) حامض الخليك المفيد من الطاقة الخفيفة والماء وثاني أكسيد الكربون بمعدل يتفوق على أي من مصادر التمثيل الضوئي الطبيعي.

اليوم، ساكيموتو يعرض عمله في الاجتماع الوطني 254  للجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS).

مواد جديدة ، نهج جديد

وتواجه البشرية حاجة متزايدة إلى بدائل للوقود الأحفوري حيث نواجه عواقب انبعاثات الغازات الدفيئة وتزايد أعداد السكان الذين يحتاجون الطاقة.

التمثيل الضوئي الاصطناعي ليس مفهوما جديدا، ونظام يتطلب أشعة الشمس فقط والمواد الكيميائية العضوية البسيطة لتوليد الطاقة المتجددة بتكلفة زهيدة وبطريقة نظيفة أمر مرغوب فيه للغاية.

وعلى الرغم من إحراز بعض التقدم المحدود في هذا المجال، لم يكن هناك حتى الآن أي حل مقترح يكاد يكون كافيا بما يبرر الاستخدام التجاري.

ومع ذلك، فإن بكتيريا ساكيوموتو تعمل بكفاءة تزيد عن 80 في المائة، وتتكاثر ذاتيا وتجدد ذاتيا مما يجعل هذه التكنولوجيا صفر نفايات مع استخدامات متعددة

وأضاف الباحثون أيضا أنه : “بمجرد تغطية هذه الألواح الشمسية الصغيرة، يمكن للبكتيريا توليف المواد الغذائية والوقود والبلاستيك، وكلها باستخدام الطاقة الشمسية”. “هذه البكتيريا تفوق التمثيل الضوئي الطبيعي”.

في حين أنه يعترف بأن هناك حاجة إلى مزيد من البحوث، ويأمل ساكيوموتو أن بكتيريا سايبورغ يمكن أن تكون بديلا للوقود الأحفوري، مما يساعد العالم على إنتاج الطاقة بتكلفة أقل و بمصادر نظيفة.

المصدر businessinsider / futurism