สวัสดีเพื่อนๆชาว ไอทีเมามันส์ ทุกคน กลับมาพบกันเป็นประจำทุกวันเช่นเคยกับเรื่องราวสาระดีๆ เเละข่าวสารอัพเดทที่จะทำให้คุณทันโลก สำหรับข่าวด้านเทคโนโลยีที่เราจะมาอัพเดทให้เพื่อนๆได้ทราบกันในวันนี้เป็นความก้าวหน้าในเเวดวงเทคโนโลยีพลังงาน ที่ล่าสุดนักวิจัยเริ่มเข้าใกล้ความเป็นจริงในการเปลี่ยนพลังงานเเสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานด้วยวิธีการที่เหนือกว่าโดยการเลียนเเบบการสังเคราะห์เเสงของพืช ซึ่งจะเข้าใกล้ความจริงมากน้อยเเค่ไหน เราลองมาติดตามกันครับ

green_leaves-HD

การค้นหาวิธีการใหม่ในการเปลี่ยนแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงและต้นทุนต่ำนั้นเป็นสิ่งที่นักวิจัยทั่วโลกกำลังดำเนินการกันอยู่อย่างขะมักเขม้น โดยเฉพาะการเลียนแบบการสังเคราะห์แสงของพืชที่เริ่มมีความสำเร็จให้เห็นกันบ้างแล้วแต่ยังมีข้อจำกัดอีกมาก แต่ตอนนี้ทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้ค้นพบหนทางใหม่ที่อาจเป็นพื้นฐานสำคัญของการผลิตพลังงานในอนาคต

การสังเคราะห์แสงเป็นกระบวนการที่พืชใช้เปลี่ยนแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงาน พืชจะทำการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์, น้ำ และแสงอาทิตย์ให้เป็นคาร์โบไฮเดรต, โปรตีน และไขมันเพื่อใช้เป็นอาหาร โดยมีก๊าซออกซิเจนเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการ นี่เป็นหนึ่งในปฏิกิริยาเคมีที่สำคัญที่สุดบนโลกเพราะมันคือแหล่งกำเนิดก๊าซออกซิเจนเกือบทั้งหมดของโลก

การสังเคราะห์แสงเทียมหรือใบไม้เทียมมีการคิดค้นพัฒนามานับทศวรรษแล้ว แต่มันยังไม่ประสบความสำเร็จถึงขั้นใช้ผลิตพลังงานหมุนเวียนได้ เนื่องจากในกระบวนการจำเป็นต้องมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำจากวัสดุราคาแพงและเป็นพิษ จึงยังไม่สามารถขยายขนาดไปสู่ระดับอุตสาหกรรมได้

แต่ทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้ใช้วิธีการใหม่เป็นวิธีกึ่งสังเคราะห์แสงเทียม (semi-artificial photosynthesis) เพื่อผลิตและเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ พวกเขาใช้แสงอาทิตย์แยกน้ำเป็นก๊าซออกซิเจนและก๊าซไฮโดรเจนโดยใช้ส่วนผสมของเทคโนลียีที่สร้างขึ้นร่วมกับองค์ประกอบทางชีววิทยา

“การสังเคราะห์แสงตามธรรมชาติไม่มีประสิทธิภาพเพราะมันถูกวิวัฒนาการเพื่อความอยู่รอด มันจึงสร้างพลังงานน้อยที่สุดเท่าที่มันจำเป็น ราว 1 – 2% เท่านั้น” Katarzyna Sokół นักศึกษาปริญญาเอกที่เป็นหัวหน้าทีมวิจัยกล่าว

งานวิจัยนี้ได้พัฒนาเทคนิคกึ่งสังเคราะห์แสงเทียมเพื่อเอาชนะข้อจำกัดของการสังเคราะห์แสงเทียมด้วยการใช้เอนไซม์เป็นตัวทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่ต้องการ Sokół และทีมวิจัยไม่เพียงแต่ปรับปรุงปริมาณพลังงานที่ผลิตได้เท่านั้น แต่พวกเขายังได้ทำให้กระบวนการในสาหร่ายที่สงบนิ่งมานานนับพันปีทำงานขึ้นอีกครั้งหนึ่ง

semi-artificial-photosynthesis-2

“Hydrogenase เป็นเอนไซม์ที่มีอยู่ในสาหร่ายซึ่งสามารถลดโปรตอนไปเป็นไฮโดรเจน ในระหว่างวิวัฒนาการกระบวนการนี้ถูกยับยั้งไปเนื่องจากไม่จำเป็นต่อการมีชีวิตรอด แต่เราสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาที่เราต้องการได้สำเร็จ นั่นคือแยกน้ำเป็นก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซออกซิเจน” Sokół ผู้หวังว่าสิ่งที่ค้นพบนี้จะเป็นนวัตกรรมใหม่ในการเปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นพลังงานกล่าว “มันน่าตื่นเต้นที่เราสามารถเลือกกระบวนการที่เราต้องการ และสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาซึ่งไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในธรรมชาติ นี่อาจจะเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์”

แม้ว่าตอนนี้จะยังเป็นแค่ระดับการพิสูจน์แนวคิด แต่นักวิจัยบอกว่ามันได้ผลดีขึ้นมากในแง่ปริมาณพลังงานที่ผลิตและเก็บได้ด้วยอุปกรณ์ชุดปัจจุบัน และยังสามารถดูดซับแสงอาทิตย์ได้มากกว่าการสังเคราะห์แสงตามธรรมชาติ พวกเขาหวังที่จะสร้างเทคโนโลยีและค้นคว้าความเป็นไปได้อื่นๆในเทคนิคกึ่งสังเคราะห์แสงเทียมนี้ต่อไป

Leaf_1_web

เป็นอย่างไรกันบ้าง หลังจากที่ได้อ่านจบไปคงสุดอึ้งกันไปเลยใช่มั้ยล่ะครับกับเทคโนโลยีการสังเคราะห์เเสงเทียมนี้ เเต่อย่างไรก็ตามนี่เป็นเพียงก้าวเเรก ยังมีอะไรต้องทำอีกมาเกี่ยวกับหัวข้อวิจัยนี้ ซึ่งเราจะต้องติดตามความก้าวหน้ากันต่อไป เพราะหากวันหนึ่งมันประสบความสำเร็จขึ้นมา ก็จะกลายเป็นอีกหนึ่งความหวังใหม่ในวงการพลังงานระดับโลกเลยทีเดียว 

 

ข้อมูลและภาพจาก cam.ac.uk, newatlas

ไม่มีความคิดเห็น

แสดงความคิดเห็นของคุณที่บนบทความนี้