Temiz Enerji Üretmek Mümkün!
Toplumun artan enerji ihtiyacını karşılamak, insanlık için zor bir durum olmaya başladı. 2050’de gereken enerji miktarının neredeyse ikiye katlanacağı beklenirken, fosil yakıtların yakılmasıyla oluşan iklim değişikliğinin etkileri şimdiden kuraklık, orman yangınları, seller ve diğer felaketler şeklinde görülmeye başlandı.
Biyodizayn Uygulamalı Yapısal Keşif Merkezi’nden araştırmacı Gary Moore, Dünya’nın artan enerji ikilemine iyi çözümler geliştirmede kimyanın hayati rolünün olduğunu düşünüyor.
Araştırma, ChemElectroChem Dergisi’nin kapağında yer almaktadır ve Moore ve iş arkadaşları, dergide porfirinler olarak bilinen halka yapılı moleküllerin kullanımını anlatmışlardır. Doğada karşılaşılan bol pigmentlilerden biri olan bu tarz moleküllerin, bol sayıda olmasının yanı sıra canlı sistemlerinde önemli rol oynayan kimyasal reaksiyonlar da dahil olmak üzere kimyasal reaksiyonları kataliz etme ya da hızlandırma yetenekleriyle de dikkat çekmişlerdir.
Bu reaksiyonlar arasında, Güneş’ten gelen radyant enerjinin, moleküler bağlarda saklı olan kimyasal enerjiye dönüştürülmesi de vardır; bu, bitkiler ve foto sentetik mikroplardan yararlanarak oluşan bir süreçtir. Burada elde edilen kimyasal enerji, daha sonrasında hücresel solunum işlemi yoluyla organizmanın metabolizmasını körüklemede kullanılabilir.
Moore gibi araştırmacılar, fotosentezin doğal süreci için sentetik analog oluşturmayı ve doğanın oyun kitabından bir sayfa almayı umuyorlar. Yeni çalışma, sentetik iki demir içeren bir porfirini açıklar ve etkili bir katalizör olarak potansiyelini araştırır.
Moore, “Doğal fotosentez ürünlerini kullanmak yerine, fotosentez bilgimizden ilham alarak biyolojik benzerlerine rakip olacak özelliklere ve yeteneklere sahip, yeni materyallere ve teknolojilere öncülük edebiliriz” dedi.
Porfirinler ve yapısal olarak ilişkili analogları, biyolojik dünyada bolca bulunur. Bir dizi metal iyonunu bağlamak için hareket ederek uzak uçlu hücresel görevlerin yapılmasını sağlarlar. Örneğin klorofil molekülleri, bitki sentezinde çok önemli bir kimyasal aşama olan, magnezyumu bağlama aşamasının gerçekleştirilmesini porfirin içeren bir demir olan heme ile yapar ve heme, moleküler oksijen ve karbondioksit transferini organize eder ve hücresel solunum için gereken elektron transferi zincirlerini sağlar. Yaşamsal süreçlerdeki komuta rolünden dolayı, porfirin anormallikleri bir dizi ciddi hastalığa sebep olabilir.
Porfirinler, elektrokimyasal hücre olarak bilinen ve kimyasal enerjiyi elektriksel enerjiye dönüştüren ya da tam tersini yapan sentetik aygıtlarda katalizör olarak kullanılabilir. Buna rağmen Güneş’ten gelen radyant enerji, geleneksel bateri tiplerinde depolanabilse de modern ulaşımda kullanılan yakıtlarla karşılaştırıldığında düşük enerji yoğunluğu ile sınırlıdır.
Moore’un yapay foto sentetik sistem tasarlama çabası, yenilenebilir enerji yapbozundan değerli bir parça sağlayabilir, “fosil bazlı olmayan” yakıtların yanı sıra bir dizi faydalı mal da üretebilir.
Bu tarz cihazlar, ihtiyaç duyulduğu an, ihtiyaç duyulduğu yerde kullanılması için Güneş enerjisinin yakalanmasına ve depolanmasına izin verir ve geleneksel Güneş enerjisi uygulamalarında kullanılan materyallerden daha ucuz ve daha bol kimyasal kullanılarak üretilebilir.
Kaynak: sciencedaily.com
