Met the best of both worlds ontwikkelden Cambridge-onderzoekers een semi-kunstmatige vorm van fotosynthese om zo duurzame energie uit de splitsing van water te ‘persen’.

Als je één belangrijk biologisch proces zou moeten noemen, kies je waarschijnlijk fotosynthese. En dat zou zeker niet gek zijn. Fotosynthese is het proces waarbij voornamelijk planten met behulp van licht het voor elkaar spelen water en koolstofdioxide om te zetten in zuurstof en glucose. Die suikers gebruiken ze voor hun eigen groei en die zuurstof, daar pikken wij fijn van mee.

Fotosynthese bestaat uit veel verschillende stappen. Eén daarvan is de splitsing van water in waterstof en zuurstof. Bij deze zogeheten fotolyse – splitsing door zonlicht – komt energie vrij, en dát wekte de interesse van de onderzoekers van de Universiteit van Cambridge. Ze ontwikkelden een semi-kunstmatige variant van fotosynthese om zo duurzame energie op te wekken uit enkel water en zonlicht.

Lees ook: Deze trein rijdt volledig op zonne-energie

Kunstmatig

Het idee van kunstmatige fotosynthese bestaat al jaren, maar wordt zelden gebruikt voor de productie van duurzame energie. De reactie heeft namelijk zogenaamde katalysatoren nodig – stofjes die de snelheid van bepaalde chemische reacties beïnvloeden – en die zijn vaak duur of giftig of beide.

Om het gebruik van deze katalysatoren te omzeilen, deed het Cambridge-team een stapje terug. In hun onderzoek, dat onlangs in vakblad Nature Energy werd gepubliceerd, ontwikkelden ze een semi-kunstmatige variant van fotosynthese. ‘Semi’ omdat ze er een natuurlijk enzym bijhaalden om de fotolyse-reactie op gang te helpen.

Het licht in deze opstelling werd opgewekt door de energie die vrijkwam bij de splitsing van water in waterstof en zuurstof. Bron: K. P. Sokol et al (2018)

Hydrogenase

Dat enzym, hydrogenase, is afkomstig uit bepaalde algen, en kan protonen omzetten in waterstof. Én, lieten de onderzoekers dus zien, kan zo ook worden gebruikt om water te splitsen in waterstof en zuurstof. Zo tweakten de onderzoekers fotosynthese op zo’n manier dat er naast dit enzym enkel zonlicht en water nodig is om energie op te wekken.

De ontdekking is veelbelovend en zou grote gevolgen kunnen hebben in de wereld van de duurzame energie en zonne-energie. De hoop van de onderzoekers is dan ook dit semi-kunstmatige proces op grote schaal te gaan toepassen.

Bronnen: EurekAlert!, Nature Energy (paper)

Beeld: Pixabay CC; Katarzyna P. Sokol, 2018 (paper)

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!