Een schema van het ‘kunstblad’ van Nocera, dat hij in 2011 ontwikkelde, waarbij water wordt gesplitst in waterstof en zuurstof.
Het lijkt een leuk idee, maar of het erg praktisch wordt waag ik te betwijfelen. Aan de Havard-universiteit (VS) hebben onderzoekers een systeempje in elkaar geknutseld, waarmee ze, aangedreven door zonlicht, met behulp van een bacterie en een kunstmatig blad 2-propanol (iso-propanol) maken. In feite wordt in deze opzet het door het kunstblad gegenereerde waterstof omgezet in een handzamere brandstof. Leuk, zei ik al, maar bacteriën zijn in dit soort systemen meestal lastposten en het rendement is nog erg laag (rond 1%).
Al weer heel wat jaren geleden werd waterstof als de schone brandstof van de toekomst genoemd. Dat zal wel, maar waterstof een een lastig stofje om mee te werken. Vandaar deze wisseltruc. De omzetting met behulp van zonlicht vindt in twee stappen plaats. Eerst wordt met behulp van een fotosyntheseproces water gesplitst in waterstof en zuurstof en vervolgens zorgt een genetische veranderde bacterie voor de omzetting van waterstof en kooldioxide in iso-propanol, dat toch vooral als schoonmaak- en oplosmiddel wordt gebruikt.
“Hiermee hebben we bewezen dat je de energie van zonlicht kunt opslaan in de vorm van een vloeibare brandstof”, zegt Pamela Silver. “De ontdekking van de katalysator door Daniel Nocera heeft de doorslag gegeven voor dit onderzoek.” Beide onderzoekers gingen twee jaar geleden met elkaar samenwerken om het ideaal van de ‘persoonlijke’ energie te verwezenlijken, die plaatselijk opgewekt kan worden. Silver: “We zoeken daarbij naar eenvoud en gebruiksgemak.” Het kunstblad van Nocera werkt met door hem ontwikkelde katalysatoren die goedkoop en makkelijk te produceren zouden zijn. Nocera: “Die katalysatoren gaan goed samen met levende organismen zoals bacteriën.” De door Daniels kunstblad geproduceerde waterstof, wordt aan een bacterie gevoerd, die luistert naar de naam Ralstonia eutropha. Een enzym in de bacterie maakt van het waterstofmolecuul protonen (de kern van een waterstofatoom) dat vervolgens reageert met kooldioxide. De bacterie is genetisch zo veranderd dat isopropanol het product is dat daar uit ontstaat. De bacterie kan het niet schelen, die gebruikt de energie voor zijn vermenigvuldiging. De combinatie van een anorganische katalysatoren en levende organismen zou een gouden combinatie zijn voor de omzetting van zonne-energie in thermische energie (in de vorm van een brandstof), denken de onderzoekers.
Er is nog een hoop werk aan de winkel. Het rendement moet omhoog. De onderzoekers mikken op 5%. Dat is hoog vergeleken bij de omzettingsgraad van echte planten (ergens in de buurt van 1%), maar of dat voldoende is voor echte toepassingen waag ik te betwijfelen. De onderzoekers zitten nu op dat niveau. Daar zijn ze heel trots op. Nocera: “Wij werken nu anderhalf jaar samen en de natuur heeft daar 2,6 miljard jaar over gedaan.”
Bron: Science Daily