Bitkiler, bir milyar yıldan fazla bir zamandır fotosentez yoluyla guneş enerjisinden yaralanarak cevrelerindeki hava ve suyu besine donuşturuyorlar. Fotovoltaik hucreler aracılığıyla guneş enerjisinden uretilen elektriğin, fotoelektroliz yoluyla yakıt hucrelerinde kullanılabilecek hidrojenin elde edilmesinde kullanılabileceği bilim insanları tarafından daha once ortaya cıkarılmıştı. Ancak, hidrojenin araclarda veya enerji uretiminde bir yakıt olarak pratik kullanımında henuz bir başarı sağlanamadı. Fotovoltaik hucreler gelecekteki yenilenebilir enerji ihtiyacının karşılanmasında onemli bir potansiyele sahip. Yine de, guneş enerjisinin geniş olcekli uygulamaları, uretilen enerjinin depolanabilmesi icin daha verimli yontemlerin geliştirilmesi ile mumkun.

Guneş enerjisinden yakıt uretilmesinde mevcut dongu, suyun fotoelektokimyasal yontemle hidrojen ve oksijene ayrıştırılmasına dayanıyor. Yanıcı bir madde olan hidrojen prensipte etkileyici bir yakıt olsa da enerji altyapısı sıvı yakıtlara dayanan gunumuz koşullarında, pratikteki uygulamalara yonelik sınırlamalar mevcut. Buradan hareketle, Harvard Universitesinden bir grup araştırmacı, bakteriler aracılığıyla guneş enerjisini sıvı yakıta ceviren yeni bir sistem oluşturdu. Bu yeni biyo-elektro-kimyasal sistemde, “yapay yaprak” uygun bir katalizor ve guneş ışığı aracılığıyla suyu hidrojen ve oksijene ayrıştırıyor. Suyun ayrıştırılmasında kullanılan katalizorun ucuz ve ulaşılabilir malzemelerle uretildiği ve bakteri gibi yaşayan organizmaların buyume koşullarıyla son derece uyumlu olduğu belirtiliyor. Ralstonia eutropha bakterisi de karbondioksit ve hidrojeni, biyokutleye ve sıvı bir yakıt olan izopropanole donuşturuyor. Verimi yuzde 3.2’ye kadar cıkabilen yeni sistem, coğu kara bitkisinden daha iyi bir performans gosteriyor. R. Eutropha bakterisinin uygun şekilde duzenlenmesiyle 216 mg/L’ye kadar izopropanol elde edilebiliyor. Ayrıca bu calışmayla, zorlu kimyasal enerji-yakıt donuşum reaksiyonlarında, biyotik ve abiyotik kokenli katalizorlerin arayuz olarak kullanılabileceği ortaya konuluyor. İnorganik kataliz ve biyoloji arayuzunun kimyasal sentez icin gorulmemiş bir platform oluşturduğuna değinen araştırmacılar guneş enerjisinden kimyasal madde uretme prosesinin vitamin gibi ilacların uretiminde de kullanılabileceği goruşunde.

Araştırmacılar, “kişiselleştirilmiş enerji” veya enerjinin yerel olarak uretilmesi ve kullanılması yaklaşımının, enerjinin merkezi olarak uretildiği ve daha sonra yerellere dağıtıldığı mevcut durumdan daha sade ve kullanışlı olduğu goruşunde. Merkezi olarak planlandığı takdirde yerelleştirilmiş enerji uretimi ve kullanımının, enerji verimliliği ve enerji guvenliği acısından daha iyi sonuclar ortaya koyacağı duşunuluyor.

Biyonik yaprağın, guneş enerjisini biyokutleye donuşturme veriminin, katalizorun ve bakterinin optimizasyonuyla arttırılması amaclanıyor. Guneş enerjisinden izopropanol uretiminin neredeyse yuzde birlik bir verimle gercekleştiğini belirten araştırmacıların oncelikli hedefi yuzde beşlik bir verim sağlamak. Doğada fotosentez yoluyla guneş enerjisinden biyokutle oluşmasının yuzde birlik bir verimle gercekleştiği duşunulduğunde, konuyla ilgili edilen bilimsel birikimin ustunde yukselen 1.5 yıllık bir araştırmanın evrimin 2.6 milyar yılda geldiği noktaya gelebildiğini carpıcı bir şekilde ortaya koyuyor.

Kaynak