Goedkope kats zetten CO2 en zonlicht om in brandstof

Kooldioxide splitsen in koolmonoxide en zuurstof, als grondstof voor koolwaterstoffen

Met zonlicht en met nikkel bedekte koperoxideelektroden is koolmonide te maken, grondstof voor koolwaterstoffen (afb: Science)

Kooldioxide en water omzetten in allerlei organische verbindingen is iets wat planten allang onder de knie hebben, de fotosynthese, maar wat mensen toch niet echt goed lukt. Dat heeft natuurlijk veel te maken met rendement en kosten. Het schijnt dat een leerling van Michael Graetzel, de uitvinder van de organische zonnecel, nu een betaalbare katalysator heeft gevonden om die kunstmatige fotosynthese ook economisch aantrekkelijk(er) te maken. Daarbij wordt energie van een zonnecel gebruikt om CO2 om te zetten in koolmonoxide en zuurstof. Vooralsnog val nog niet te concurreren met aardolieproducten, maar de methode heeft natuurlijk een prë: die ‘verstookt’ het broeikasgas kooldioxide. Lees verder

Fotosynthesezonnecel vangt schommeling zonlicht op

Kwantumwarmtemachinefotocel

Fotonen maken in twee ‘kanalen’ (a en b) elektronen vrij voor de machine (M) (afb: Nathaniel Gabor and Tamar Melen)

Onderzoekers van de universiteit van Californië in Riverside zouden kwantum-mechanica en fotosynthese tot symbiose hebben gebracht bij hun ‘kwantumwarmte-machinefotocel’. Die zou geen last hebben van de schommeling in het lichtaanbod en daarom alleen al efficiënter zijn dan de aloude siliciumcel. Hoe hoog het rendement van de fotosynthecel is vertelt het verhaal niet, mogelijk wel waarom planten groen zijn. Lees verder

(Kunstmatige) fotosynthese legt (extra) kooldioxide vast

Calvincyclus of donkerreactie om kooldioxide om te zetten

De Calvincyclus is een van de (nu) zeven cycli om kooldioxide en water om te zetten in biomoleculen (afb: 10voorbiologie.nl)

Ik gooi ze maar even op een hoop, deze twee ontwikkelingen, want in beide gevallen gaat het om het vastleggen van meer CO2. Het ene onderzoek gaat om een kunstmatig fotosynthese-systeem, dat ontwikkeld is door Thomas Schwander van het Max Planck-instituut in Marburg (D). Het zou vijf keer effectiever zijn dan het natuurlijke proces. Het andere onderzoek gaat om het oppoken van de fotosynthese van een tabaksplant met 20% door onderzoekers uit Amerika. Daardoor wordt meer CO2 omgezet in voor de plant (en mens) nuttige stoffen. De tabaksplant is als ‘proefkonijn’ gekozen omdat daar makkelijk mee te werken zou zijn, niet om zijn voedingswaarde. Of die twee processen veel kunnen doen aan het terugdringen van de kooldioxideconcentratie in de atmosfeer, blijft nog wel de vraag (maar alle beetjes helpen). Lees verder

‘Hongerige’ planten nemen meer kooldioxide op

Stijging kooldioxideconcentratie afgevlakt door 'fellere' plantengroei

Stijging afgevlakt (afb: Berkeley-lab)

Het is niet allemaal kommer en kwel wat het klimaat betreft. Onderzoekers van het Amerikaanse Berkeley-lab hebben uitgerekend dat planten meer  kooldioxide opnemen dan in voorgaande decennia. Door de hogere kooldioxide-opname remmen onze groene medeaard-bewoners de groei van de broeikasgasconcentratie in de atmosfeer.  De bevindingen zijn gebaseerd op waarnemingen van de atmosfeer, satellietmetingen van de vegetatie en rekenmodellen. Lees verder

Blauwe bladeren begonia’s staaltje ‘nanotechnologie’

Blauwbladige begoniaSommige begonia’s hebben een blauwe waas over hun bladeren. Britse onderzoekers waren nieuwsgierig waar dat goed voor was. Ze ontdekten dat de schaduwplanten bepaalde nanostructuren op in hun chloroplasten hebben, waardoor ze voldoende licht (=energie) kunnen opvangen voor de fotosynthese. De mens bedenkt dan meteen weer dat dat ook handig zou zijn bij planten die niet in de schaduw staan, zodat hun energieomzetting wordt vergroot. Ook technisch zou er iets mee te doen zijn. Lees verder

‘Kunstblad’ zet kooldioxide om in brandstof

Amin Salehi-Khojin en zijn kunstblad

Amin Salehi-Khojin (l) met medewerkers in zijn lab (afb: univ. van Illinois)

Ongeveer een anderhalf jaar geleden meldde ik dat onderzoekers van de Harvard-universiteit een ‘kunstblad’ hadden gemaakt waarmee zonlicht is om te zetten in brandstof. Daar bij hadden de onderzoekers de hulp nodig van een bacterie en dat maakt dergelijke systemen weinig praktisch. Onderzoekers van de universiteit van Illinois hebben nu een kunstblad in elkaar gestoken waarbij ze, naar eigen zeggen, een nieuw type katalysatoren hebben gebruikt in combinatie met een ionische vloeistof: overgangsmetaalchalcogenides, verbindingen tussen overgangsmetalen en elementen uit de zuurstofgroep, zoals zuurstof, zwavel, seleen en telluur. Een voorbeeld daarvan is wolfraamselenide.  Lees verder

Bionisch blad zet zonlicht om in brandstof

Daniel Nocera van het bionische blad

Daniel Nocera met echte planten (afb: Harvard)


Af en toe denk ik: dat heb ik toch al gelezen en een berichtje van gemaakt? Vaak is dat ook zo. Nu levert dit een berichtje op over een synthetisch blad dat allerlei chemicaliën produceert en een overlappende naam: Chong Liu. Liu werkte in dit onderzoek, onder meer, met Daniel Nocera van de Harvarduniversiteit samen. Ze maakten ook een systeem dat zonlicht gebruikt en samenwerkt met micro-organismen (waterstofetende bacteriën) die uiteindelijk de vloeibare brandstoffen produceren. Persoonlijk lijken me dit soort systemen met levende organismen problematisch, maar ik ben deskundig op geen enkel terrein en de onderzoekers zijn enthousiast (maar wat zegt dat?). Lees verder

Fotosynthetische microcellen belofte voor de toekomst (?)

blauwalgmicrocel

Het schema van de microcel (midden) en rechts de microcel in ‘levende lijve’.

Onderzoekers van de Concordia-universiteit in Montréal (Can) hebben een microtechnologie ontwikkeld, die de elektrische energie vergaart die de fotosynthese en ademhaling van blauwalgen (cyanobacteriën) teweegbrengen. Een nieuwe poging om dé technologie te vinden om groene energie mee op te wekken. Lees verder

Organische zonnecel houdt lading vast, maar werkt nog niet

Fullereenzonnecellen

De polymeermoleculen (groen) leveren de elektronen, de fullerenen (de voetballen) bewaren ze) (afb: univ. van Californië)

Het lijkt op de ideale zonnecel, de organische zonnecel die onderzoekers van de universiteit van Californië in Los Angeles hebben beproefd. Met behulp van licht wordt niet alleen elektrische energie uit het celmateriaal (een polymeer en fullereen) ‘geslagen’, maar die energie wordt ook opgeslagen: generator en accu in een. Die energie zou daar, zonder noemenswaardig verlies, weken in kunnen worden opgeslagen. Op het ogenblik moet je de elektrische energie uit zonnecellen direct gebruiken, opslaan in aparte accu’s of terugleveren aan het stroomnet. Nu nog van dat materiaal nog een echt werkende zonnecel maken. Lees verder

Opgevoerde fotosynthese moet wereld voeden

Maisveld

Zal mais met een opgevoerde fotosynthese blauw zien?

De rek is wel een beetje uit de landbouwproductie en de wereldbevolking groeit maar door. In 2050, dat duurt nog maar 35 jaar, zullen de huidige 7 miljard mensen er 9,5 miljard zijn geworden. Als die allemaal ook nog te eten moeten hebben, dan zal er iets met de voedselproductie moeten gebeuren. Die moet omhoog en dat zou kunnen door met behulp van genetische technieken de omzettingseffeciëntie van de fotosynthese te vergroten. Nu zetten planten hooguit een paar procent van de zonne-energie om in voor de mens bruikbare (en uitaard ook onbruikbare) voedingsstoffen. Daar zit nog een hoop rek in, is de gedachte van Stephen Long en medeonderzoekers. Lees verder