科学家攻破生物燃料光合作用的早期阶段取得突破

上个月 ， 埃克森美孚 （纽约证券交易所代码：XOM） 我拔了插头 在成为最新一家放弃曾经被认为是未来燃料的石油公司的 14 年藻类生物燃料项目中，整个想法并非没有价值。 藻类比生物过滤器具有一些明显的优势，主要是因为这些光合微生物在将阳光转化为生物质方面非常有效； 拥有 脂肪含量高达80% 对于一些品种来说比玉米更多样化，例如一种流行的生物燃料作物。

不幸的是，埃克森美孚及其大型石油附属集团发现很难使藻类生物燃料的经济性与便宜得多的原油相比具有竞争力，这家以藻类为基础的生物制品公司 西拉那 它估计原油必须达到 500 美元/桶，藻类生物燃料才能成功竞争。

但科学家的一项新发现可能为埃克森美孚等公司和可再生能源领域的参与者提供一条新的生命线。 科学家有 “黑掉”了光合作用的早期阶段 它还发现了从该过程中提取能量的新方法，这一发现有助于产生清洁燃料和可再生能源。

光合作用黑客

由剑桥大学领导的一个由生物学家、化学家和物理学家组成的国际团队成功地在分子水平和超快时间尺度上研究了光合作用：百万分之一秒。

尽管植物将阳光和水转化为能量的过程几个世纪以来一直为人类所知，但该过程的光物理学，包括植物吸收阳光时发生的原子和分子变化，尚不清楚。 完全理解光合作用的一大挑战是这个过程太快以至于许多传统监测系统无法追踪。 为了克服这一障碍，剑桥团队开发了一种使用超快光谱技术的技术，该技术使用针对活细胞样本的激光脉冲来监测快速的细胞变化。

根据研究作者 Tomi Baikie 的说法，这些激光以“……比你的 iPhone 快一百万倍。 植物世界中的（量子）电子学非常惊人。 我们没想到它会完全成功 – 但它确实非常非常好。 这意味着我们有了一种了解细胞的新工具。“

该团队的主要发现是，光合作用所需的电子从细胞中提取的时间比之前认为的要早得多。 张和她的同事们一直在试图了解称为醌的环形分子如何能够从光合作用中“窃取”电子。 醌可以很容易地接受和放弃电子。 科学家们已经使用超快瞬态吸收光谱实时研究了醌在光合蓝藻中的行为，同时也有许多尝试及时从光合作用中‘窃取’电子。”实现这一目标将开辟许多令人兴奋的可能性，光伏电池及其组件可以充当人工系统无法复制的自发电和自修复催化剂。” Zhang 补充说，到目前为止，复杂的是研究人员无法“看到”电子设备从细胞内部被盗的位置。

如果这听起来有点拜占庭和非正统，这里的重要收获是这一发现是一个潜在的游戏规则改变者，具有一系列未来应用，从生物燃料到开发更高效的作物，这可以提高未来生物燃料的竞争力。 此外，科学家们一直在研究如何利用光合作用来解决气候危机，例如，通过模拟光合作用过程仅从阳光和水中产生清洁燃料。

“只需要一些基本技巧就可以彻底改变这个领域。 这些突破需要时间，也需要对基础科学和跨学科研究的投资。 这项工作很好地展示了这一点，我们已经改变了这项技术可以成为的目标帖子，张说。

Alex Kimani 为 Oilprice.com 撰稿

来自 Oilprice.com 的更多热门读物：