Wetenschappers hebben een belangrijke stap gezet in het watersplitsende recept van de natuur, die al het plantenleven op aarde aandrijft en kan worden aangewend om een ​​onbeperkte voorraad goedkope hernieuwbare brandstof te maken.

De Australian National University (ANU) en het Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion (MPI-CEC) in Duitsland leidden de studie, die voor het eerst een belangrijk fotosynthetisch proces identificeert dat planten in staat stelt om water te splitsen.

Hoofdonderzoeker Dr. Nick Cox zei dat als mensen water konden splitsen met goedkope materialen zoals de natuur deed, samenleving een eindeloze voorraad goedkope waterstofbrandstof voor transport zou hebben, zonder koolstofemissies die bijdragen aan door de mens veroorzaakte klimaatverandering.

"Er valt in één uur genoeg zonlicht op de aarde om alle menselijke activiteit meer dan een jaar van stroom te voorzien. " zei Dr. Cox van de ANU Research School of Chemistry.

"Planten gebruiken deze geoogste energie om water te splitsen en complexe koolhydraten te maken die de plant van voedsel voorzien om te groeien en te bloeien. Dit proces verrijkt onze atmosfeer ook met zuurstof voor dieren, inclusief mensen, ademen.

"Het kopiëren van dit proces uit de natuur zou leiden tot nieuwe en verbeterde technologieën voor de opslag van hernieuwbare energie."

MPI-CEC-onderzoeker Dr. Maria Chrysina zei dat de studie onthulde hoe een belangrijk betrokken enzym moest 'ademen' om toegang tot water te krijgen.

"Halverwege zijn reactiecyclus ontwikkelt het enzym het vermogen om zich uit te rekken als een concertina, die de ordelijke opname van water mogelijk maakt om het splitsingsproces te beginnen, ' zei Dr. Chyrsina.

ANU-medeonderzoeker Dr. Eiri Heyno zei dat watersplitsing in de natuur kan worden belemmerd zonder de kritische stap die door het team is geïdentificeerd.

"Zonder de voorzichtige, sequentiële binding van water, er kunnen mogelijk meer reactieve zuurstofmoleculen vrijkomen die het hele watersplitsingsproces kunnen ontrafelen, ' zei dokter Heyno.

De studie, waarbij ook onderzoekers uit Zweden betrokken waren, is gepubliceerd in Procedure van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika.

Het onderzoeksteam gebruikte een techniek genaamd elektronen paramagnetische resonantie (EPR) spectroscopie, die 3D-beelden creëerde van de reactieve site die betrokken is bij het fotosyntheseproces.

Dr. Cox leidt de oprichting van een nieuwe ultramoderne EPR-faciliteit bij ANU, met steun van de Australian Research Council (ARC), Universiteit van Nieuw-Zuid-Wales, Universiteit van Queensland, Universiteit van Sydney en Universiteit van Wollongong.

"Deze nieuwe faciliteit zal werken op veel hogere magnetische velden dan wat vandaag mogelijk is, waardoor meer gedetailleerde metingen kunnen worden verricht voor medische, biologisch, chemisch en materiaalonderzoek, evenals industriële toepassingen, " hij zei.