Plantefysiologi

Kunstig fotosyntese

Kunstig fotosyntese

Sollys bruker 8 minutter på å bevege seg 150 millioner kilometer fra solas overflate til jorda. Fra dypet i det indre av sola omdannes hydrogen til helium, fusjonsenergien frigis og solenergien beveger seg sakte den lange veien ut til soloverflaten. Kunstig fotosyntese er et forsøk på imitere naturen ved å bruke solenergi til å lage kjemisk energi, f.eks. fotokjemisk produksjon av hydrogen. Sollys fanges opp med "kunstig klorofyll" og problemet blir deretter å få koblet sammen to vannmolekyler og få fjernet 4 elektroner og 4 protoner. Hydrogen vil ved forbrenning ikke gi noen forurensing. Sollys gir energi per areal og tidsenhet i størrelsesorden 0.2 kWh m-2. Energimengden varierer gjennom døgnet og året, og påvirkes av skyer og breddegrad. Idag bruker vi den termiske egenskapen til sollys til passiv oppvarming. I solcellepaneler med silisium blir sollys omdannet til elektrisitet. I fotosyntesen hos planter, alger og blågrønnbakterier brukes sollys til å produsere biomasse. Energien i biomassen får vårt hjerte til å slå og kan gi varme når biomassen forbrennes. I fotosyntesen vil eksiterte elektroner i klorofyll hoppe over til nabomolekyler. Dette gir en ladningsseparasjon, atskillelse av positive og negative ladninger, som kan brukes å lage kjemisk energi og reduksjonskraft. Klorofyllets tapte elektroner erstattes med nye elektroner som kommer fra vann via manganmolekyler Som biprodukt lages oksygen. I lyseksiterte porfyrinmolekyler som er fjernet fra planten faller de eksiterte elektronene straks tilbake til grunntilstanden, og energien tapes som varme eller fluorescens. I planten derimot er det hundrevis av porfyriner som virker sammen i en matrise. En slik pigmentmatrise har det vært vanskelig å skape kunstig. Det har blitt gjort forsøk på elektrontransport med pigmenter som inneholder rutenium sammen med tyrosin og mangan. Det er også blitt gjort forsøk med solcellepaneler uten silisium, men med fargete pigmenter og bl.a. titandioksid (TiO2). Titandioksid er et pigment som brukes bl.a. i maling. Det bør ikke stilles for store forventninger om at kunstig fotosyntese skal kunne løse verdens energiproblem i overskuelig framtid.

Kunstig fotosyntese

Av Halvor Aarnes
Publisert 3. feb. 2011 14:43 - Sist endret 3. feb. 2011 14:43