Untuk memerangi perubahan iklim, para ilmuwan memanfaatkan bakteri haus karbon

Ilmuwan Berkeley Lab telah mengembangkan teknik yang terinspirasi oleh alam untuk mengubah karbon dioksida menjadi bahan bakar matahari.

nationalgeographic.co.id – Ilmuwan dari Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley (Laboratorium Berkeley) telah mendemonstrasikan teknik baru. Teknik ini meniru proses metabolisme yang ditemukan pada beberapa bakteri Karbon dioksida (CO2) untuk asetat cair. Asetat cair adalah bahan utama dalam produksi “sinar matahari cair” atau solar fuel. Fotosintesis Palsu.

Pendekatan baru ini dilaporkan dalam jurnal Katalis alami pada tanggal 29 September dengan makalah berjudul “Investigation of Bio-Analogous Asymmetric CC Coupling Mechanism in CO2 Electroreduction”. Temuan ini akan membantu memajukan alternatif bebas karbon untuk bahan bakar fosil yang terkait dengan pemanasan global dan perubahan iklim.

Studi ini juga merupakan demonstrasi pertama dari perangkat yang meniru cara bakteri ini secara alami mensintesis asetat dari elektron dan CO2.

“Yang menakjubkan adalah kami belajar bagaimana mengubah karbon dioksida menjadi asetat dengan meniru cara kerja mikroba kecil ini secara alami,” kata penulis senior Beidong Yang, seorang ilmuwan fakultas senior dan profesor di Departemen Ilmu Material Berkeley Lab. dalam Ilmu dan Teknik Kimia dan Material di UC Berkeley. “Semua yang kami lakukan di lab saya untuk mengubah CO2 menjadi produk yang berguna terinspirasi dari alam. Mengurangi emisi CO2 dan melawan perubahan iklim adalah bagian dari solusinya.”

Selama beberapa dekade, jalur metabolisme pada beberapa bakteri memungkinkan elektron dan CO2 dicerna, membentuk asetat, reaksi yang digerakkan oleh elektron. Jalur membagi molekul CO2 menjadi dua kelompok kimia yang berbeda atau “asimetris”: gugus karbonil (CO) atau gugus metil (CH3). Enzim dalam jalur reaksi ini mengaktifkan karbon dalam CO dan CH3 untuk berikatan atau “berpasangan”, memicu reaksi katalitik lain yang menghasilkan asetat sebagai produk akhir.

Para peneliti di bidang fotosintesis buatan ingin membuat perangkat yang meniru jalur kimia — disebut ikatan karbon-karbon asimetris — tetapi menemukan elektrokatalis sintetik yang bekerja seefisien katalis enzim alami bakteri telah menjadi tantangan.

“Tapi kami pikir, jika mikroorganisme ini bisa melakukannya, seseorang bisa mereplikasi sifat kimianya di laboratorium,” kata Yang.

Laboratorium Beidong Yang/Berkeley; Atas kebaikan Katalisis Alam

Gambar mikroskop elektron dari nanopartikel tembaga berdiameter 7 nanometer (ditunjukkan kiri) dan nanopartikel perak (tengah) Kanan: Gambar mikroskop elektron dari bahan ultrathin yang disintesis dari partikel nano tembaga dan perak yang dikombinasikan dengan kawat nano silikon penyerap cahaya untuk desain sistem fotovoltaik sintetik yang efisien .

Kemampuan tembaga untuk mengubah karbon menjadi berbagai produk bermanfaat pertama kali ditemukan pada tahun 1970-an. Berdasarkan studi sebelumnya, Yang dan timnya beralasan bahwa perangkat fotokatalitik sintetik dengan katalis tembaga dapat mengubah CO2 dan air menjadi gugus metil dan karbonil. Kemudian ubah produk ini menjadi asetat. Jadi untuk percobaan, Yang dan tim merancang perangkat prototipe dengan permukaan tembaga; Kemudian, mereka memaparkan permukaan tembaga ke metil iodida cair (CH3I) dan gas CO, dan menerapkan bias listrik ke sistem.

Baca selengkapnya: Awal fotosintesis: Dari bakteri sekitar 2,9 miliar tahun yang lalu

Baca selengkapnya: Harapan akan makanan: Fotosintesis buatan tanpa sinar matahari

Baca selengkapnya: Temukan sejarah fotosintesis dengan menghidupkan enzim kuno

Lihat berita dan artikel lain di Google Berita

Konten yang dipromosikan

Video khusus