De kunstmatige fotosynthese van organische stoffen uit organisch afval was mogelijk door samenwerking van twee katalysatoren voor watersplitsing (r) en de ontleding van organisch materiaal (afb: Susumu Saito et al./Nature Communications)

Fotosynthese is het fraaie systeem dat planten en sommige micro-organismen gebruiken om met behulp van zonne-energie organische stoffen te synthetiseren. Al vaker hebben onderzoekers geprobeerd dat systeem te verbeteren en om met die synthetische fotosynthese organische stoffen te maken. Nu hebben onderzoekers in Japan rond Susumu Saito van de universiteit van Nagoya zo’n systeem in elkaar gestoken om energie en/of bruikbare organische stoffen te produceren uitgaande van organisch afval. “In kunstmatige fotosynthese worden stoffen gevormd die lijken op de manier waarop planten zonlicht, water en kooldioxide omzetten in (onder meer; as) energierijke glucose”, stelt Saito. “Er werd geen afval geproduceerd, alleen energie en nuttige producten.” Hun dit werk zou interessant zijn aangezien dat uitgaat van organisch materiaal (in dit geval afval).
Die truc zou mogelijk zijn geworden door de gezamenlijke effecten van twee halfgeleiderfotokatalysatoren.
“Die katalysatoren bevorderen de ontleding van het organische afval en van de splitsing van water, waardoor waardevolle organische stoffen en ‘groene’ waterstof ontstaan”, zegt Saito.

Toepassingen

De onderzoekers beschrijven een reeks praktische toepassingen voor hun ontdekking. In het experiment gebruikten ze verschillende organische grondstoffen om meer dan 25 verschillende alcohol- en etherproducten te synthetiseren die een breed scala aan functionele groepen bevatten, waaronder een analoog van een antidepressivum en een hooikoortsmedicijn.

De techniek maakt ook de de verandering van organische materialen mogelijk, wat ze aantoonden door een medicijn te modificeren dat wordt gebruikt voor de behandeling van verhoogde lipideniveaus in het bloed.
“Onze techniek zou potentieel bruikbare koolstofverbindingen kunnen produceren zonder koolstofdioxide en afval te vormen”, stelt Saito. “Zo hebben we acetonitril in dit experiment als uitgangsmateriaal gebruikt. Acetonitril is een bijproduct dat ontstaat tijdens de industriële massaproductie van polymeer- en koolstofnanovezels. Door het te gebruiken in APOS (de afkonaam die de onderzoekers hun proces hebben gegeven; as) kon het een bruikbaar product worden, wat in potentie afval vermindert.”

Bron: phys.org