Biyonik Yapraktan Gübre Fabrikalarına

Bitkiler, dünyadaki yaşamın başlangıcından beri önce suda daha sonra karada olmak üzere fotosentez yaparak hem oksijen üretme hem de besin kaynakları oluşturmakta ve besin zincirinin en alt tabakasında yer almaktadır. Bu yazımızda, biyonik olarak üretilen yaprakların güneş ışığını ve bakterileri gübre üretmek için nasıl kullanacağını inceleyeceğiz.

A- A+

12.04.2017 tarihli yazı 8420 kez okunmuştur.

Üretilen yapay yaprakların ilk başlardaki amacı güneş enerjisi üretmekti. Daha sonra, bu güneş enerjisi suyun hidrojen ve oksijene indirgenmesi için kullanıldı. Şimdi ise Harvard Üniversitesi’nden bir ekip bu yapay yaprakları düşük maliyetli, taşınabilir gübre fabrikalarına dönüştüren yeni bir fonksiyon ekledi.

İlk yapay yaprak Daniel Nocera tarafından Harvard'da 2011 yılında geliştirildi. Sistem, ilk kez yakıt hücrelerinde kullanıldı. Sıvı yakıtlar üretmek için hidrojen açlığı olan bir bakteriyi besledi ve daha sonraki sürümlerinde, daha önce saf suyla çalışan sistemin saf olmayan suyla çalışmasına izin verdi . Sonuçta doğal fotosentezin veriminin 10 katından fazla verim alındı.

► İlginizi Çekebilir: Kimyasal Solar Enerji Depolama

Eindhoven Teknoloji Üniversitesi'nde geliştirilen benzer bir sistem, zirai ilaçlar gibi bir dizi kimyasal üretebiliyor ve Harvard Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, biyonik yaprağın elektrik üretiminin ötesinde benzer geniş uygulama yapabileceğine inanmaktaydılar. Bu amaçla, gübre üretimine odaklandılar.

Nocera, "Yakıtlar sadece ilk adımdı" diyor. "Bu noktaya gelindiğinde, yenilenebilir bir kimyasal sentez platformuna sahip olabileceğimizi gösterdik, şimdi ise bakteri türlerinin azotu atmosfere atmasıyla gübre yapmasını gerçekleştiriyoruz."

Söz konusu bakteriler, yaprak tarafından üretilen hidrojeni tüketen ve çevresindeki havadan da karbon dioksit alarak, biyoplastik üreten Xanthobacter bakterileridir. Yakıt olarak bakterilerde depolanan enerji, sonunda amonyak oluşturmak için kullanılır, yani gübrenin temelini oluşturan azot-hidrojen bileşiği oluşturulur.

Nocera, "Böceği toprağa koyuyorum çünkü böcek biyoplastik yapmak için güneş ışığını kullanıyor" diyor. "Ardından böcek havadan azot çekiyor ve temelde hidrojen depolanan biyoplastiği kullanıyor. Çünkü bitkileri gübrelemek için gerekli olan amonyak için fiksasyon döngüsünü sürdürmek zorunda.” dedi.

► İlginizi Çekebilir: Suyun Hidrolizi Sonucu Hidrojen Yakıt Hücreleri

Ekip, turp üretiminde beş sistem döngüsünü yeni sistem üzerinde test etmiş ve biyonik yapraktan elde edilen gübrelerin turpların 1.5 kat daha fazla büyümesini sağladığını tespit etmiştir. Ekip, sistemin teknolojisi gelişmekte olan ülkelerdeki çiftçilere sonunda kendi gübrelerini oluşturarak ürün verimlerini iyileştirmelerine yardımcı olmasını bekliyor.

Nocera son olarak, "Merkezi bir süreç ve büyük bir altyapıya sahip olduğunuzda, gübreyi kolayca üretip kullanabilirsiniz. Benim fikrim, gelişmekte olan ülkeler her zaman bunu yapmak için yeterli kaynaklara sahip değiller.” şeklinde konuştu.

Araştırma, geçtiğimiz haftalarda Amerikan Kimya Topluluğu Ulusal Toplantısı ve Sergisi'nde sunuldu.

Kaynak:

► newatlas