חיזור פחמן דו-חמצני באמצעות אור

תגלית עדכנית בדבר ההמרה הכימית של גז החממה פחמן דו-חמצני לצורה מועילה שלו סוללת את הדרך עבור מדענים לגילוי או הנדוס אורגניזם שיוכל לבצע את המשימה הזו בדיוק.

הביוכימאי Steve Ragsdale מאוניברסיטת מישיגן וצוות חוקרים נוספים מאוניברסיטת אוקספורד בבריטניה מצאו דרך להמיר באופן יעיל פחמן דו-חמצני לפחמן חד-חמצני באמצעות אור השמש. ממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת המדעי Journal of the American Chemical Society.

לא רק שזו הדגמה לכך שניתן להמיר תרכובת נפוצה לתרכובת אחרת בעלת-תועלת מסחרית באמצעות תשומות אנרגיה נמוכות יותר מאשר בשיטות קיימות, זו גם שיטה שאינה כה שונה מהתהליכים שאורגניזמים בטבע מבצעים מדי יום ביומו.

“זהו השלב הראשון בהדגמת אפשרות קיומו של תהליך זה, ודמו לעצמכם חיידקים שיבצעו זאת עבורנו,” מוסיף החוקר. “אני לא מכיר אורגניזם שמשתמש באנרגית אור השמש כדי לשפעל פחמן דו-חמצני ולחזר אותו לצורה של פחמן חד-חמצני, אך אני מניח שנוכל למצוא כזה, או שנוכל להנדסו גנטית.”

צוות המחקר הצליח, באמצעות השימוש בתחמוצת טיטאניום מבוססת-אנזים, לגרום לאלקטרונים שמקורם בפחמן הדו-חמצני להיות מעוררים אנרגטית ולדלג לאנזים שאז מזרז את תגובת החיזור לצורת הפחמן החד-חמצני. פוטו-מְרַגֵּשׁ (photosensitizer) המחובר לטיטאניום מאפשר את השימוש באור נראה לביצוע התהליך. האנזים הקיים במערכת הרבה יותר פעיל מזרזים אחרים, ומאפשר את ביצוע ההמרה שוב ושוב. היתרון הייחודי שלו – הוא מסוגל להגיע קרוב מאוד לאטום החמצן.

“חיפשנו דרך הדומה לזו הקיימת בטבע, אך אפילו יותר יעילה. היתרון הוא שנוכל לייצר מערכת כימית בעלת תכונות אלו בקנה-מידה מסחרי,” מציין החוקר הראשי.

תוצר התהליך – פחמן חד-חמצני – הינו כימיקל רצוי היכול לשמש בתהליכים כימיים אחרים ליצירת חשמל או מימן. לפחמן חד-חמצני יש גם ערך חשוב כדלק וניתן להמירו ע”י זרזים ידועים לפחמימנים או למתאנול המשמשים כדלק נוזלי. למרות שפחמן חד-חמצני משמש כמקור לאנרגיה וכביומאסה עבור חיידקים, הוא רעיל לבע”ח ועל-כן יש צורך למצוא דרכים לטיפול ושימוש בטוחים בו במהלך תגובות כימיות.

הידיעה מאוניברסיטת מישיגן