Nieuws uit de sector

Bacteriën + micro-zonnepanelen, fotosynthese kan met slechts één vat worden gedaan!

2018-09-29
Fotosynthese in de natuur is een van de manieren om effectief zonlicht te gebruiken. De efficiëntie van de fotosynthese van de natuur is echter over het algemeen niet hoog. De conversieratio van de meeste planten die zonlicht omzetten in biomassa is slechts 0,1% -0,2%, zelfs als dit een biologische reactie is. De microalgen onder de omstandigheden van het apparaat zijn momenteel slechts 1-2%.

Daarom hebben wetenschappers gehoopt om uit het perspectief van de plant te springen en in staat te zijn om kunstmatig zonlicht te gebruiken om "cottage" te gebruiken. fotosynthese. Kunstmatige fotosynthese is een proces van het verzamelen van "vloeibaar zonlicht". om koolstofdioxide te verminderen en hoogwaardige chemicaliën te produceren door middel van schone en groene processen. Het product zet zonlicht om in vloeibare brandstof voor opslag.

Een van de methoden voor kunstmatige fotosynthese is om bacteriën te combineren met anorganische halfgeleiders. Nano-halfgeleiderdeeltjes verzamelen hoofdzakelijk zonlicht, wat de rol van chlorofyl in natuurlijke fotosynthese nabootst.

Op de recente 254e National Chemical Society National Conference Expo, stelde het Kelsey K. Sakimoto-team van Lawrence Berkeley Labs in de Verenigde Staten een nieuw type miniatuurzonnepaneel voor, een hybride systeem van bacteriën. Het systeem maakt gebruik van cadmiumsulfide (CdS) nanodeeltjes om niet-fotosynthetische bacteriën Moorella thermoacetica te transformeren. Het oppervlak van het zonnepaneel bestaat uit cadmiumsulfide-nanodeeltjes die zonnefotonen kunnen vangen. Foto-geëxciteerd cadmiumsulfide CdS kan fotogeërganiseerde elektron-gatparen produceren. En gebruikte om deel te nemen aan chemische reacties in kunstmatige fotosynthese.


Figuur 丨 bacterieel gemodificeerde CdS-bioreactor (links); lichtabsorberende nanokristallen (midden) zetten zonlicht, koolstofdioxide en water om in nuttige chemicaliën (rechts)

Vervolgens verklaarden ze dat het CdS-Moorella thermocatica-systeem licht kan gebruiken om kooldioxide tot azijnzuur te verminderen. Azijnzuur is een veelzijdige chemische stof die kan worden gebruikt om polymeren, farmaceutische producten en vloeibare brandstoffen te maken, en 5-20% van de azijn in de keuken bestaat uit azijnzuur. Het Sakimoto-team werkt ook aan het omzetten van koolstofdioxide in andere chemische brandstoffen zoals methanol, vloeibare waterstof en andere vloeibare brandstoffen.

Sakimoto? zei: "Zodra deze kleine zonnepanelen met deze bacteriën zijn 'geïnstalleerd', kunnen bacteriën allemaal zonne-energie gebruiken om voedsel, brandstof en plastic te produceren. & quot; Dus waarom heb je een medium zoals zonnepanelen nodig? Omdat alleen fotovoltaïsche cellen al het zonlicht in een stroom van elektronen kunnen veranderen, transformeert natuurlijke fotosynthese het simpelweg in het voedsel dat nodig is voor plantengroei.


Figuur 丨 bacterieel gemodificeerde CdS-bioreactor (links); lichtabsorberende nanokristallen (midden) zetten zonlicht, koolstofdioxide en water om in nuttige chemicaliën (rechts)

Vervolgens verklaarden ze dat het CdS-Moorella thermocatica-systeem licht kan gebruiken om kooldioxide tot azijnzuur te verminderen. Azijnzuur is een veelzijdige chemische stof die kan worden gebruikt om polymeren, farmaceutische producten en vloeibare brandstoffen te maken, en 5-20% van de azijn in de keuken bestaat uit azijnzuur. Het Sakimoto-team werkt ook aan het omzetten van koolstofdioxide in andere chemische brandstoffen zoals methanol, vloeibare waterstof en andere vloeibare brandstoffen.

Sakimoto? zei: "Zodra deze kleine zonnepanelen met deze bacteriën zijn 'geïnstalleerd', kunnen bacteriën allemaal zonne-energie gebruiken om voedsel, brandstof en plastic te produceren. & quot; Dus waarom heb je een medium zoals zonnepanelen nodig? Omdat alleen fotovoltaïsche cellen al het zonlicht in een stroom van elektronen kunnen veranderen, transformeert natuurlijke fotosynthese het simpelweg in het voedsel dat nodig is voor plantengroei.