חשמל מפוטוסינטזה
מאת גל ברקבמשך שנים מנסים להבין ולחקות את הפוטוסינטזה: תהליך ביולוגי יעיל ביותר, הממיר את אנרגית השמש לאנרגיה חשמלית ולאחר מכן לסוכרים.
אבל עד שיצליחו לחקות את הפעולה בצורה מלאכותית, למה שלא פשוט להשתמש בתאים של צמחים, ולהשתמש באנרגיה שנוצרת בתהליך?
התשובה, עד כה, היתה שהדבר אינו ישים. זאת, מסיבות כגון עמידות החומרים או מחיר הייצור. אך לאחרונה, הצליחה קבוצת מדענים להראות שניתן להשתמש במערכות הביולוגיות, ולהעזר בהן על מנת להפיק חשמל מאור.
המדענים ניסו להשתמש בשני סוגים של מערכות שמבצעות פוטוסיטזה: האחת היא מערכת פרימיטיבית שמשמשת לפוטוסינטזה בבקטריות, והשניה היא מערכת קצת יותר מתוחכמת, שנמצאת בעלי תרד. בשני המקרים הצליחו לבודד את המערכות, ולייצב אותן על שבב מוליך למחצה, ובכך למעשה להפוך אותם לחלק מהתקן אלקטרוני להפקת חשמל.
הייצור נעשה בשיטה של ”הרכבה עצמית“, בה משתמשים בתמיסות של מרכיבי המערכת, בצורה (וסדר) מאד מיוחדים, שגורמים לכך שהמערכת למעשה מרכיבה את עצמה מרכיביה השונים (שבתמיסות). דבר זה יכל לאפשר גם ייצור המוני, בצורה שאינה שונה באופן משמעותי מזה שבוצע במעבדה.
ההתקן שיצרו החוקרים ממערכת הפוטוסינטזה שמיצו מעלי התרד, עבד בצורה יחסית טובה, אולם לאחר כארבעה שבועות אובחנו שינויים, שכנראה מרמזים על הדרדרות ביכולתו להתמיד ולייצר חשמל לטווח ארוך. לעומתו, ההתקן שיצרו מהמערכת הביולוגית בבקטריות, התגלה כעמיד הרבה יותר.
יעילות ההתקן שיצרו בעזרת מערכת הפוטוסינטזה של הבקטריות היא כ-12%, והיא דומה ליעילות התאים הפוטו-וולטאים המשמשים כיום להמרת אנרגית האור לחשמל. המדענים צופים כי בעתיד ניתן יהיה להעלות את יעילות המערכת, אולי אף מעל ה-20% - יעילות המושגת בתאים היקרים והיעילים יותר כיום.
מקור (המחקר) :
NANO LETTERS, 2004, Vol. 4, No.6, 1079-1083
