Forskere fra Copenhagen Plant Science Center har fundet en smart måde at anvende naturens toptunede plantemotor - fotosyntesen - på.
Ved fotosyntese bruger naturen sollyset til at opbygge plantemateriale ved at hive kuldioxid ud af luften. Men forskerne med professor Claus Felby og post.doc. David Canella og Klaus Benedikt Möllers i spidsen vender opbygningsprocessen om, så de i stedet nedbryder plantemateriale og andre organiske forbindelser.
På den måde kan de skabe grøn energi, biobrændsel, kemikalier, medicin og plast på en effektiv måde.
1: Sådan gør forskerne
Ved fotosyntese bruger planterne solens lys (energi), vand og luftens kuldioxid til at vokse. Det kaldes biomasse, og er det vi ser i haver, på marker og i skove. Under fotosyntesen bliver der dannet sukkerstoffer og frigivet ilt, ved hjælp de grønne pigmenter i planterne – kaldet klorofyl.
Ved den omvendte fotosyntese bruges energien i solens stråler til at hive plantematerialet fra hinanden igen ved at nedbryde sukkermolekylerne. Plantemassen findeles og blandes med et bestemt enzym og noget vand. Derefter tilføres klorofyl, som opfanger solens energi.
Sammen med enzymet driver solenergien de kemiske processer, der nedbryder sukkermolekylerne i plantebiomassen. Det er sukkerstoffer, man gerne vil have fat i. Nedbrydningsprocessen med den omvendte fotosyntese tager ifølge forskerne få minutter, mod normalt mange timer eller dage.
Samtidig har Claus Felbys forskerhold fundet ud af at udnytte lignin i træ i processen. Lignin er en form for plantefibre – betonskillevægge i planter, og et uhyre svært restprodukt, som mange andre forskere kæmper med.
2: Biobrændsel
Når man nedbryder biomassen, og på en let måde får frigjort de ellers besværlige sukkermolekyler fra biomassen, kan man bruge sukkeret i en gæringsproces, så man kan lave biobrændsel til biler, skibe og fly.
Biobrændslet kan også ændre markant på forureningen fra transportområdet og skabe en ny industri og vækst inden for udvikling af nye transportsystemer og -produkter og energiteknologi.
3: Kemikalier, medicin og industri
Ved at justere på gæringsprocessen kan forskerne også lave syre og alkoholer til brug i den kemiske industri. Andre ændringer af processen kan betyde, at de på sigt også kan lave plastik og endda medicin.
Den omvendte fotosyntesen er enkel, og metoden kan anvendes inden for store dele af industrien. Virksomheder der udvikler enzymer, som fx danske Novozymes, kan øge deres forretning, mens landmænd kan dyrke planter specifikt til brug for den kemiske industri og raffinaderierne.
4: Grøn energi og miljø
Hele processen er miljøvenlig. Fordi processerne er så effektive, bruges der langt færre ressourcer ved produktionen af biobrændslet. Alle typer plantemasse kan bruges, så restmateriale fra fødevareproduktion, madaffald og andet affaldsstof fungerer.
I princippet kan virksomheder etablere deres eget brændselsanlæg med en kemisk reaktor, der kan lave biobrændsel. Og de kan endda også selv dyrke de planter, som de stopper i reaktoren.
Vi kan ikke dække hele vores energiforbrug med biomasse. Men vi har nok til at dække vores behov for kemikalier, flybrændstoffer og diesel til tung transport. Årligt produceres der i naturen ca. 130 milliarder tons biomasse. Vores forbrug er cirka 3 milliarder tons, og det skal øges til 5-6 milliarder tons.
Vi kan få nok biomasse ved at udnytte vores eksisterende land- og skovbrug mere effektivt. Det kan fx være at dyrke kornarter som producerer mere halm og plante flere hurtigt voksende træer som poppel.
5: Et stykke ude i fremtiden
Forskernes metode er grundforskning, og der mangler stadig en del udvikling, før den kan tages i brug i praksis. Den kræver blandt andet, at der skal bygges raffinaderier med kemiske reaktorer, der opfanger nok sollys for at drive processerne.
Mange forskere ude i verden arbejder med enzymer og biomasse. Men gennembruddet, som de danske forskere har patenteret, forventes at sætte ekstra skub i forskningen på området og hjælpe med til at udvikle og raffinere metoderne med den omvendte fotosyntese. Det kan tage alt lige fra få år til mange år.
https://www.facebook.com/DRNyheder/posts/1157290980988091