I strävan att göra väte som en ren alternativ bränslekälla, forskare har förbjudits om hur man skapar användbart väte som är rent och hållbart utan att förlita sig på en intensiv, högenergiprocess som överväger fördelarna med att inte använda petroleum för att driva fordon.

Nya rön från ett team av forskare från University of Tennessee, Knoxville, och Oak Ridge National Laboratory, dock, visa att fotosyntes - den process genom vilken växter regenererar med energi från solen - kan fungera som det rena, hållbar vätekälla.

Laget, ledd av Barry Bruce, en professor i biokemi och cellulär och molekylärbiologi vid UT Knoxville, fann att fotosyntesens inre maskineri kan isoleras från vissa alger och, i kombination med en platinakatalysator, kan producera en stadig tillförsel av väte när den utsätts för ljus.

Resultaten beskrivs i veckans nummer av tidskriften Naturens nanoteknik .

Bruce, som fungerar som biträdande direktör för UT Knoxvilles Sustainable Energy and Education Research Center, konstaterar att vi redan får det mesta av vår energi från fotosyntes, om än indirekt.

Dagens fossila bränslen var en gång, miljoner år sedan, energirik växtmateria vars tillväxt också stöddes av solen via fotosyntesprocessen. Det har gjorts ansträngningar för att förkorta denna process, nämligen genom skapandet av biobränslen som skördar växter och döljer deras kolväten till etanol eller biodiesel.

"Biobränsle som många tänker på det nu - att skörda växter och omvandla sitt trämaterial till sockerarter som destilleras till brännbara vätskor - kan förmodligen inte ersätta bensin som en viktig källa till bränsle, " sa Bruce. "Vi fann att vår process är mer direkt och har potential att skapa en mycket större mängd bränsle med mycket mindre energi, som har ett brett utbud av fördelar."

En stor fördel med Bruces metod är att den eliminerar två viktiga mellanhänder i processen att använda anläggningars solomvandlingsförmåga. Den första mellanmannen är den tid det tar för en anläggning att fånga solenergi, växa och fortplanta sig, dör sedan och blir så småningom fossilt bränsle. Den andra mellanmannen är energi, i detta fall den avsevärda mängd energi som krävs för att odla, skörda och bearbeta växtmaterial till biobränsle. Att kringgå dessa två alternativ och direkt använda växtens eller algers inbyggda solsystem för att skapa rent bränsle kan vara ett stort steg framåt.

Andra forskare har studerat möjligheten att använda fotosyntes som en vätekälla, men har ännu inte hittat ett sätt att få reaktionen att ske effektivt vid de höga temperaturer som skulle finnas i ett stort system utformat för att utnyttja solljus.

Bruce och hans kollegor fann att genom att börja med en termofil blågrön alg, som gynnar varmare temperaturer, de kunde upprätthålla reaktionen vid temperaturer så höga som 55 grader C, eller 131 grader F. Det är ungefär temperaturen i torra öknar med hög solinstrålning, där processen skulle vara mest produktiv. De fann också att processen var mer än 10 gånger effektivare när temperaturen ökade.

"Som både dekan och kemist, Jag är mycket imponerad av detta senaste arbete av professor Bruce och hans kollegor, sa Bruce Bursten, dekanus vid UT Knoxvilles College of Arts and Sciences. "Väte har potentialen att vara det renaste bränslealternativet till petroleum, utan produktion av växthusgaser, och vi behöver nya innovationer som gör att väte lätt kan produceras från icke-kolvätekällor. Professor Bruce och hans team har gett ett enastående exempel på hur spetskompetens inom grundforskning kan bidra väsentligt till tekniska och samhälleliga framsteg."

Källa:University of Tennessee i Knoxville