Yakıt Üreten Sayborg Güneş Panelleri
Araştırmacı Kelsey K. Sakimoto buluşu için, “Güneş ışığını elde etmek için verimsiz olan klorofili kullanmak yerine, bakterilerin vücutlarını güneş ışığı toplamak için verimli güneş levhaları gibi davranan küçük ve yarı iletken nanokristallerle kaplamalarını sağladım. Bu nanokristaller, klorofilden çok daha etkili, üstelik güneş panellerinin maliyetine göre oldukça düşük” dedi. Araştırmacılar çalışmalarını, 22 Ağustos tarihinde 254. Ulusal Toplantı ve Amerikan Kimya Topluluğu Sergisi’nde sundular.
Fotosentez sürecinde bitkiler ürettikleri enerjiyi, yaprak, tohum, çiçek ve meyve üretmek için kullanırlar. Bitkilerde fotosentez, kloroplast adını verdiğimiz hücresel alanda gerçekleşir. Bu alanda klorofil adı verilen yeşil pigment bulunur. Klorofil yeşil renktedir çünkü ışığın kırmızı ve mavi dalga boylarını emer ve yeşil dalga boylarını yansıtır. Kloroplastlar ışıktan aldığı enerjiyi, karbondioksit ve suyu da kullanarak bitkiye enerji sağlayan glikoza ve yaşamımız için gereken oksijene dönüştürür. Bilim adamları, fotovoltaik hücrelerin enerji verimliliğini % 10, fotosentezin ise yalnızca % 1 olduğunu tespit ettiler. Kaliforniya Üniversitesi araştırmacısı Sakimoto, bakterilerin fotovoltaik hücreler üretmesini sağlayıp güneş paneli gibi davranarak, enerji üretim kapasitesini artırabileceğini düşündü.
Sakimoto, normal metabolizmasının bir parçası olarak karbondioksitten asetik asit üreten bir bakteri olan moorella thermoacetica’yı kullandı. Asetik asit, bakteriler tarafından yakıt, polimer, ilaç ve diğer kimyasalları üretmek için kullanılan değerli bir ürün.
Bakteriler kadmiyum ve sülfür atomu içeren amino asit sistein ile beslendi. Bunun üzerine bakteriler, kadmiyum sülfid nanoparçacıklarını yüzeylerinde tutarak tepki gösterdi. Bu nanopartiküller, ışığı absorbe etmek için güneş paneli görevi görerek, fotosentezin verimini artırdı ve daha fazla asetik asit üretilmesini sağladı. Bu yöntem ile oluşan sayborg bakterinin üretim kapasitesinin %80 arttığı belirtiliyor. Üstelik bu kimyasal süreç kendi kendine yenilenebiliyor ve herhangi bir atık madde oluşturmuyor.
