Een eerste stap om met behulp van spiegels fotosynthese te controleren

Waarom we over dit onderwerp schrijven:

Wat doen we met alle koolstofdioxide die we uitstoten? Door fotosynthese te sturen met behulp van spiegels is het mogelijk om het om te zetten in brandstof. Een zeer nuttige ontwikkeling.

Onderzoekers van de Universiteit van Lund in Zweden hebben een eerste stap gezet in het sturen van fotosynthese met behulp van spiegels. Door middel van de spiegels, die slechts enkele honderden nanometers uit elkaar zijn geplaatst, is het onderzoeksteam erin geslaagd zonlicht efficiënter te gebruiken. De bevinding kan van pas komen bij het regelen van de omzetting van zonne-energie tijdens de fotosynthese, of andere reacties die door licht worden aangedreven. Een mogelijke toepassing is bijvoorbeeld het omzetten van kooldioxide in brandstof, aldus de universiteit in een persbericht.

Het zonlicht dat binnen één uur op aarde valt, is bijna gelijk aan het totale energieverbruik dat de mensheid gebruikt in een jaar tijd. Tegelijkertijd neemt onze wereldwijde uitstoot van kooldioxide toe. Het benutten van de energie van de zon om broeikasgassen op te vangen en vervolgens om te zetten in brandstof is een populair onderzoeksgebied.

Een onderzoeksteam van de Universiteit van Lund in Zweden heeft in hun laatste studie in Nature Communications vooruitgang geboekt in het benutten van zonlicht. “We hebben zogenaamde fotosynthetische antennecomplexen geplaatst tussen twee spiegels die slechts een paar honderd nanometer uit elkaar zijn geplaatst als een optische microholte. Hierin wordt het licht als het ware steeds gereflecteerd en gevangen gehouden”, zegt Tönu Pullerits, hoogleraar chemische natuurkunde aan de Universiteit van Lund.

Domino-effect

Uit de studie blijkt dat op deze manier een sterke interactie tot stand komt tussen het licht en de antennecomplexen. Hierdoor ontstaat een domino-effect, dat het proces van energieoverdracht versnelt. Om het fotosynthetische proces optimaal te laten functioneren, en te gebruiken om bijvoorbeeld brandstof te produceren, moeten alle stappen in het ingewikkelde proces zeer efficiënt zijn.

“Als we de eerste stappen van de fotosynthese sneller en efficiënter kunnen maken, kunnen we hopelijk ook de omzetting van lichtenergie van andere systemen efficiënter maken”, zegt Pullerits.

Absorberen van koolstofdioxide

Hoe kunnen deze resultaten in de toekomst van pas komen? Pullerits hoopt dat de bevindingen gebruikt kunnen worden om grotere eenheden te ontwikkelen die over de hele wereld ingezet worden om kooldioxide uit de atmosfeer te absorberen en om te zetten in nuttige chemicaliën. Het kan potentieel een van de vele oplossingen zijn om de klimaatcrisis te overwinnen.

“We hebben nu een paar eerste stappen gezet maar nog een lange reis voor de boeg. Maar de eerste resultaten zijn veelbelovend”, besluit Pullerits.

Kunstmatige fotosynthese zet CO2 om in milieuvriendelijke brandstof

Fotosynthese is in de natuur heel gewoon. Planten gebruiken licht om water en kooldioxide uit de lucht om te zetten in glucose en zuurstof.