מהצמחים באהבה

תהליך הפוטוסינתזה משמש צמחים להפקת אנרגיה באמצעות קליטת אור ופירוק מים ופחמן דו חמצני. במחקר חדש של פרופ' יפתח יעקובי מהפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, בשיתוף חוקרים מאוניברסיטת אריזונה, הצליח הצוות לראשונה לרתום את תהליך הפוטוסינתזה המתרחש בעלים, לטובת ייצור דשנים, דלקים וכימיקלים, באופן שאינו פוגע באיכות הסביבה. פריצת הדרך המהפכנית תוביל בעתיד לייצור סוגים שונים של כימיקלים כמו אמוניה ומימן, ללא זיהום, תוך שמירה על איכות האוויר שאנו נושמים.

הסבה מקצועית לאצות

גז המימן משמש כיום לייצור דשנים כגון אמוניה, וגם כמקור אנרגיה פוטנציאלי חשוב ובלתי מזהם, היות ושריפתו באופניים חשמליים או במכוניות חשמליות פולטת רק אדי מים. צוות החוקרים בהובלת פרופ' יפתח יעקובי, בשיתוף  פרופסור קווין רדינג מאוניברסיטת אריזונה ותלמידיהם אנדרי קניגין ויובל מילרד, הצליח לאתר את הדרך שבה ניתן לחבר לעלי צמחים ואצות מכונות ננומטריות, ולייצר גז מימן באמצעות תאים של מיקרו אצות.

על מנת לרתום את הפוטוסינתזה לתהליכים כימיים שונים, יש צורך לאתר נקודה ספציפית שנקראת שקע חשמלי ננומטרי, בה ניתן לחווט אנזימים שונים המייצרים את חומרי המטרה המבוקשים כגון כימיקלים. החוקרים איתרו נקודה שכזו, והדגימו את פעילותה על ידי חיווט האנזים הידרוגנז, המייצר מימן גזי. אנזים ההידרוגנז הונדס בהצלחה לתוך תאים של מיקרו אצה ירוקה, ובזמן הפוטוסינתזה, הודות לחיווט הישיר, קלט באופן בלעדי את האלקטרונים הדרושים לפעולת ייצור מימן גזי, לפני שהם "נבלעו ונעלמו" לפעילויות אחרות. המחקר התפרסם בכתב העת המוביל .Energy and Environment Science

צעד נוסף לעתיד ירוק

ממצאי המחקר החדשני, שישמש כבסיס למחקרים נוספים בתחום, הוא צעד ראשון במהפכה בתחום האנרגיה הירוקה והתעשייה הכימית. הפוטוסינתזה יכולה כעת לשמש כפלטפורמה ליצירת אנרגיה מתחדשת ונקייה וליצירת "מפעלים ביולוגיים", המסוגלים לבצע טרנספורמציות כימיות בזכות אור השמש ומקור מים בלבד כספקי כוח.

בזכות הגילויים החדשים, מעריכים החוקרים כי תוך 10 שנים ניתן יהיה לרתום את תהליך הפוטוסינתזה לייצור אנרגיה, דשנים, דלקים וכימיקלים שונים, כל זאת באופן ירוק לחלוטין וללא פגיעה באיכות הסביבה.