การสังเคราะห์แสงเทียมหรือใบไม้เทียมมีการคิดค้นพัฒนามานับทศวรรษแล้ว แต่มันยังไม่ประสบความสำเร็จถึงขั้นใช้ผลิตพลังงานหมุนเวียนได้ เนื่องจากในกระบวนการจำเป็นต้องมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำจากวัสดุราคาแพงและเป็นพิษ จึงยังไม่สามารถขยายขนาดไปสู่ระดับอุตสาหกรรมได้
แต่ทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้ใช้วิธีการใหม่เป็นวิธีกึ่งสังเคราะห์แสงเทียม (semi-artificial photosynthesis) เพื่อผลิตและเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ พวกเขาใช้แสงอาทิตย์แยกน้ำเป็นก๊าซออกซิเจนและก๊าซไฮโดรเจนโดยใช้ส่วนผสมของเทคโนลียีที่สร้างขึ้นร่วมกับองค์ประกอบทางชีววิทยา
“การสังเคราะห์แสงตามธรรมชาติไม่มีประสิทธิภาพเพราะมันถูกวิวัฒนาการเพื่อความอยู่รอด มันจึงสร้างพลังงานน้อยที่สุดเท่าที่มันจำเป็น ราว 1 – 2% เท่านั้น” Katarzyna Sokół นักศึกษาปริญญาเอกที่เป็นหัวหน้าทีมวิจัยกล่าว
งานวิจัยนี้ได้พัฒนาเทคนิคกึ่งสังเคราะห์แสงเทียมเพื่อเอาชนะข้อจำกัดของการสังเคราะห์แสงเทียมด้วยการใช้เอนไซม์เป็นตัวทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่ต้องการ Sokół และทีมวิจัยไม่เพียงแต่ปรับปรุงปริมาณพลังงานที่ผลิตได้เท่านั้น แต่พวกเขายังได้ทำให้กระบวนการในสาหร่ายที่สงบนิ่งมานานนับพันปีทำงานขึ้นอีกครั้งหนึ่ง
“Hydrogenase เป็นเอนไซม์ที่มีอยู่ในสาหร่ายซึ่งสามารถลดโปรตอนไปเป็นไฮโดรเจน ในระหว่างวิวัฒนาการกระบวนการนี้ถูกยับยั้งไปเนื่องจากไม่จำเป็นต่อการมีชีวิตรอด แต่เราสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาที่เราต้องการได้สำเร็จ นั่นคือแยกน้ำเป็นก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซออกซิเจน” Sokół ผู้หวังว่าสิ่งที่ค้นพบนี้จะเป็นนวัตกรรมใหม่ในการเปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นพลังงานกล่าว “มันน่าตื่นเต้นที่เราสามารถเลือกกระบวนการที่เราต้องการ และสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาซึ่งไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในธรรมชาติ นี่อาจจะเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์”
แม้ว่าตอนนี้จะยังเป็นแค่ระดับการพิสูจน์แนวคิด แต่นักวิจัยบอกว่ามันได้ผลดีขึ้นมากในแง่ปริมาณพลังงานที่ผลิตและเก็บได้ด้วยอุปกรณ์ชุดปัจจุบัน และยังสามารถดูดซับแสงอาทิตย์ได้มากกว่าการสังเคราะห์แสงตามธรรมชาติ พวกเขาหวังที่จะสร้างเทคโนโลยีและค้นคว้าความเป็นไปได้อื่นๆในเทคนิคกึ่งสังเคราะห์แสงเทียมนี้ต่อไป
ข้อมูลและภาพจาก cam.ac.uk, newatlas