Kan vi efterligne planters fotosyntese til at spalte CO2?
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

Kan vi efterligne planters fotosyntese til at spalte CO2?

Petur Olsen er fascineret af planternes evne til at spalte kuldioxid og undrer sig over, hvorfor mennesker ikke kan gøre det samme:

"Planterne spalter CO2 i den såkaldte mørkeproces, der er den energikrævende del af fotosyntesen. Energien kommer fra lysprocessen. Hvor effektiv er planterne egentlig til at spalte CO2 i forhold til 'menneskeskabt' spaltning af CO2? Eller med andre ord, er vi mennesker meget mindre effektive til at spalte CO2 end planterne, og hvis vi er, hvorfor?"

Lektor Poul Erik Jensen fra Plantebiokemisk Laboratorium, Københavns Universitet, svarer:

"Planter kan via fotosyntesen omdanne CO2 til sukker. Dette kaldes CO2-fiksering og kræver energi i form af elektroner (reduktionsekvivalenter) og ATP (kemisk bundet energi). Både elektroner og ATP får planterne fra fotosyntesens såkaldte lysprocesser.

Mennesker kan omsætte de sukkerstoffer, som kommer fra planternes fotosyntese. Det gør mennesker ved respirationen, hvor sukker populært sagt nedbrydes til vand og CO2 under frigivelse af energi, som vi så kan bruge til andre ting som eksempelvis muskelarbejde.

Menneskets respiration er med andre ord det modsatte of planternes fotosyntese.

I planternes fotosyntese bruger planterne energien i sollyset til at spalte vand (kemisk siger man, at vandmolekylet oxideres til ilt, brint-ioner (protoner) og elektroner). Dvs. lysenergien bruges til at 'flå' elektroner ud af vand. Disse elektroner ender til sidst i de såkaldte reduktionsekvivalenter, som så bruges til at fiksere CO2 og danne sukkerstofferne. Under den lysdrevne transport af elektroner fra vand til reduktionsekvivalenterne dannes der også energi i form af ATP.

Således er det spaltning af vand, som er det vigtige i fotosyntesen. Dette leder så til fiksering af CO2 i planterne og dermed dannelse af sukkerstoffer. Planter og andre fotosyntetiske organismer såsom alger og cyanobakterier er de eneste organismer, som kan spalte vand. Vandspaltning er en yderst energikrævende proces, som altså - i biologiske systemer - kun fotosyntesen kan gøre. Mennesker kan ikke i deres celler foretage denne proces. Fikseringen af CO2 til sukkerstoffer er ligeledes en proces, som udelukkende finder sted i de fotosyntetiske organismer og altså ikke i mennesker. Kun de fotosyntetiske organismer har de nødvendige enzymer (biologiske katalysatorer) til at gøre dette. Mennesker kan kun nedbryde sukkerstofferne og frigive CO2 igen.

Den overordnede kemiske reaktion for fotosyntesen er:

6H2O + 6CO2 + lysenergi -> C6H12O6 (glukose) + 6O2

hvor elektronerne og den frigivne O2 kommer fra vand. Kulstoffet (C) i sukkerstoffet (glukosen) kommer fra CO2.

Mennesket arbejder ihærdigt på at efterligne fotosyntesen - ikke i deres celler i kroppen, men kunstigt for på den måde at kunne omsætte sollys til en energiform, vi kan udnytte i vores biler eller til opvarmning af vores huse. Dette betegnes kunstig fotosyntese og er en efterligning af naturens fotosyntese, som den foregår i planterne med vandspaltning, men bare så produktet bliver et brændstof, vi kan udnytte direkte uden at gå via sukkerstoffer."

Spørg Scientariet er i dag redigeret af Julie M. Callesen, jmc@ing.dk.

Spørg fagfolket

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til fagfolket.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Hvordan kan det være at disse "eksperter" bliver ved med at være eksperter. Det er ikke første gang og sikkert heller ikke sidste gang, at de ikke besvarer det egentlige spørgsmål. Nemlig her effektiviteten i planternes fotosyntese relativt til andre kunstige former. Svaret er jo egentlig et goddag mand økseskaft. Man får en lang forklaring på noget der ikke er spurgt om, men ikke et svar der bare nærmer sig det egentlige spørgsmål.
Er det sådan man bliver ekspert?
Det kan godt være jeg lyder sur, men så svar dog for f... på spørgsmålet.
Med håb om et svar eller en forklaring
Svend Ferdinandsen

  • 0
  • 0

ATP (Adenosintrifosfat) svarer til den ene af de fire byggesten i DNA, på linie med TTP, CTG. ATP er den mest udbredte energiBÆRER i kroppens energiprocesser, men de øvrige kan 'sikkert' også anvendes.

ATP kommer ikke ud af ingenting, men dannes af AMP (Adenosinmonofosfat) via ADP (Adenosindifosfat) til ATP under brug af energi/elektroner (AMP e P => ADP. ADP e P => ATP). I planter via fotosyntesen, og i mennesker/dyr/svampe mm. ved omsætningen (respiration) af typisk organisk materiale.

Ligeså god en energibærer ATP ( de nødvendige enzymer) er i celler, ligeså dårlig (ustabil) er den sikkert uden for celler. Derfor vil jeg mene at det interessante vi kan lære fra planterne, det er hvordan vi kan udnytte solenergien fotoner til omdannelse af vand til brint (hydrolyse), og så bruge brint her som energibærer, enten til brintmotorer eller videre omdannelse af CO2 til methan/methanol. Methan kan videretransporteres i et allerede etableret gasrørssytem i mange lande, og methanol kan forbrændes i mange motorer, evt. bruges som tilsætningsbrændstof.

Solenergiens fotoner anvendes også i solceller til frembringelse af energi (der så kan anvendes til hydrolyse, hvis der ønskes en brint produktion).

Inden ATP helt afskrives, så er det jo netop ATP som energibærer der anvendes i alle former for grønne planter (alger, træer, korn, raps, mm), men forudsætningen vil jeg tro er at det foregår i biologiske cellesystemer.

  • 0
  • 0

Tak for et interessant svar og ligeså gode kommentarer.
Jeg har imidlertid ikke fået svaret på det essentielle: Kan vi mennesker spalte CO2 (Ikke som en intern proces i menneskekroppen, men mekanisk, kemisk, ....) med et energiforbrug som kan sammenlignes med det energiforbrug som en plante anvender til at spalte CO2?

Jeg forestiller mig, at vi ikke kan. Hvis vi kunne, så ville vi vel ikke diskutere CO2 forurening. Men det må være muligt, at spalte CO2 med et forholdvist lavt energiforbrug, så der må ligge en teknik og vente på at blive opdaget eller tager jeg fejl?

  • 0
  • 0

Uden lige at have kilder, vil jeg gætte på at enzymer er der hvor "magien" findes. Vi er allerede istand til at spalte CO2 og faktisk er det fuldt ud muligt at tage CO2 fra atmosfæren og omdanne det til fx benzin eller diesel, og energien til disse omdannelser kunne fint tages fra solenergi. Et af problemerne er at koncentrationen i atmosfæren er ret lav, hvilket gør det ineffektivt at opsamle CO2 herfra, istedet ville det være en god ide at opsamle det fra store kilder, fx røg fra kraftværker.

  • 0
  • 0