Omvendt fotosyntese kan producere kemikalier og energi
more_vert
close

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

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Omvendt fotosyntese kan producere kemikalier og energi

Som de første i verden har forskere ved Københavns Universitet opdaget en proces i naturen, som de beskriver som omvendt fotosyntese.

Processen går ud på, at Solens stråler bruges til at nedbryde plantemasse i stedet for at opbygge den.

»Der er tale om en omvendt fotosyntese, fordi enzymerne bruger luftens ilt og Solens stråler til at nedbryde og omdanne kulstofforbindelserne i planter i stedet for at opbygge og producere ilt,« siger professor Poul Erik Jensen fra Copenhagen Plant Science Centre ved Københavns Universitet til Ingeniøren.

Solens stråler kan sammen med planternes grønne klorofyl og en bestemt gruppe enzymer kaldet monooxygenaser, opdaget af Novozymes i 2010, nedbryde plante-biomassen til eksempelvis kemiske stoffer, biobrændsel eller andre værdiprodukter, som det ellers tager lang tid at producere.

»Det er en game changer, som kan ændre vores industrielle produktion af brændstoffer og kemikalier og reducere forureningen markant,« lyder det fra professor Claus Felby fra Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning på Københavns Universitet i en pressemeddelelse.

Højere produktionshastighed og mindre forurening

Opdagelsen kan speede processen op med op til en faktor 100, og resultatet er netop publiceret i Nature Communications.

»Det har hele tiden været der lige for næsen af os, og alligevel har ingen set det: at fotosyntesen ved hjælp af Solen ikke blot får ting til at vokse, men at de samme principper også kan bruges til at nedbryde planteprodukter, så de frigiver deres stoffer. Det betyder, at direkte sollys kan drive kemiske processer,« lyder det fra professor Claus Felby.

Over for Ingeniøren vurderer professor Poul Erik Jensen, at processen egentlig er uhyre enkel, men også åbner for en masse spørgsmål.

»Vi fandt ud af, at der manglede elektroner til at fuldføre den katalytiske proces. Det ændrede sig – ja, man kan sige, vi så lyset – da vi tilsatte klorofyl.«

Opdagelsen har grobund i, at to ph.d.-studerende, italienske David Cannella og tyske Klaus Benedikt Møller, var i færd med at udføre et forsøg. De ledte efter noget helt andet i en blanding af cellulose. En fredag eftermiddag bemærkede de, at effekten var forstærket kraftigt på grund af lys.

»De var kloge nok til at undre sig over det og gå videre med deres viden,« roser professor Poul Erik Jensen.

Lys ned i store ståltanke

Forskerne ved ikke, hvor udbredt den omvendte fotosyntese med brug af lys, klorofyl og monooxygenaser er ude i naturen. Men meget tyder på, at svampe og bakterier allerede bruger omvendt fotosyntese som en slags ‘Thors hammer’, når de vil have adgang til sukker- og næringsstoffer inde i planterne.

I fremtiden har processen potentiale til at nedbryde kemiske bindinger mellem kulstof og brint. Det kan betyde, at man ved hjælp af sollys omdanner methan fra for eksempel biogas-anlæg til det flydende brændstof methanol under almindelige biologiske betingelser.

Spørger man professor Poul Erik Jensen, er han yderst optimistisk, når det handler om at overføre processen til et industrielt storskalaformat. De største knaster er umiddelbart af konkret, praktisk karakter.

For i øjeblikket foregår processen med omdannelse af planterester til bioethanol via Novozymes’ monooxygenaser i store ståltanke stående i Italien, USA og Brasilien.

»De tanke og lignende er jo mørke. For at speede processen op er det altså grundlæggende en udfordring, der sikkert kan løses med lysfibre. Altså noget, som nogen kloge ingeniører kan løse og få ind på en smart måde, alt efter om processen viser sig at fungere bedst med en fast lyskilde eller blinkende lys,« siger Poul Erik Jensen.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Tillykke til Claus Felby og hans studerende.

Som jeg forstår reaktionen med enzymet monooxygenase, omdannes træstoffet lignin til kulhydrat eller sukker-stoffer. Dvs der foregår en svag oxidation af kulstof atomerne i aromater og andre kulbrinter i ligninen. Hvis det er rigtigt forstået kan jeg godt forstå at Claus Felby kalder det et gennembrud. Lignin i træ har jo indtil nu været svær at angribe og ved fermentering bliver lignin i overskud og tjener kun til fast brændsel.

Med venlig hilsen Peter Vind Hansen

  • 16
  • 0

Hej Peter

I artiklen beskrives "kun" nedbrydning af cellulose og hemicellulose, mens lignin (og ascorbinsyre) bruges som elektrondonorer. Men det ville da være nærliggende at fremtidig forskning tager udfordringen med ligninnedbrydning op, mon ikke Felby et al. allerede er i gang...?

M.v.h. Tore

  • 0
  • 0

Hej Tore

Jeg har nok foregrebet begivenhedernes gang lidt i mit indlæg. Men ser man på den generelle kemiske reaktionsligning for momooxygenaser optræder der to substratet i ligningen. Og de bliver begge oxyderet dog på hver sin måde. Den ene ved at en C-H binding omdannes til C-OH binding. Det andet substrat oxideres ved at der fjernes to H (som bliver til vand). Artiklen har fokus på kløvning af polysaccharidet og mindre fokus det andet substrat. Der står dog i artiklen at lignin er en reduktant i kløvningsreaktionen og som bekendt må ligninen derfor blive oxyderet. Og det kan ske ved at der bygges oxygen ind i ligninen eller at der fjernes hydrogen fra ligninen. Og det er vel det sidste der formentlig sker?

Med venlig hilsen Peter Vind Hansen

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten