Tags:
Node Thumbnail

นักวิจัยจาก Harvard ได้ผลิตใบไม้เทียม ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สามารถรับพลังงานแสงอาทิตย์และทำการเปลี่ยนรูปพลังงานเพื่อจัดเก็บในรูปของพลังงานทางเคมีสำหรับใช้เป็นเชื้อเพลิง โดยประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของมันนั้นทำได้ดีกว่าอุปกรณ์งานวิจัยอื่นที่เคยมีมา และดีเหนือกว่ากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของใบไม้ที่มีอยู่ตามธรรมชาติด้วย

ใบไม้เทียมที่ว่านี้ไม่เพียงแค่มีกระบวนการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้อยู่ในรูปของพลังงานพันธะเคมีเท่านั้น แต่มันยังมีการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศมาใช้งาน เช่นเดียวกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยตัวอุปกรณ์ใบไม้เทียมนี้ประกอบไปด้วยโถที่บรรจุน้ำและแบคทีเรีย Ralstonia eutropha ในน้ำที่มีแบคทีเรียนั้นมีแผ่นขั้วไฟฟ้า 2 ขั้วจุ่มไว้อยู่เชื่อมต่อกับแผงรับแสง

เมื่อใบไม้เทียมได้รับแสง มันจะทำการแยกองค์ประกอบของน้ำได้เป็นก๊าซออกซิเจนและก๊าซไฮโดรเจน ซึ่งที่จริงแล้วเมื่อถึงขั้นตอนนี้ก็สามารถเลือกแยกเอาก๊าซไฮโดรเจนเอาไปใช้งานเป็นเชื้อเพลิงเลยก็ได้เช่นกัน แต่สำหรับใบไม้เทียมของ Harvard นี้ถูกออกแบบมาเพื่อให้สามารถจัดเก็บเชื้อเพลิงได้ง่าย ซึ่งนั่นก็คือหน้าที่ของแบคทีเรีย Ralstonia eutropha มันจะใช้ก๊าซไฮโดรเจนที่ได้จากการแยกองค์ประกอบของน้ำ ร่วมด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศมาทำให้ตัวเองเจริญเติบโต

เมื่อแบคทีเรียเติบโตก็จะได้สารประกอบอินทรีย์ออกมา และด้วยเทคนิคด้านพันธุวิศวกรรมที่เข้ามาช่วยในส่วนนี้ จะทำให้สามารถควบคุมได้ว่าต้องการสารประกอบอินทรีย์ประเภทใดจากการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ทีมวิจัยได้แสดงตัวอย่างสารที่ได้จากแบคทีเรีย พวกเขาประสบความสำเร็จในการเก็บ isobutanol และ isopentanol ซึ่งเป็นสารจำพวกแอลกอฮอล์ และสาร PHB ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของพลาสติกชีวภาพ

Harvard ได้พัฒนาใบไม้เทียมที่สามารถแปลงพลังงานแสงเป็นเชื้อเพลิงเคมีได้สำเร็จเป็นครั้งแรกเมื่อปี 2011 หลังจากนั้นในปี 2013 ก็ได้มีการปรับปรุงให้ใบไม้เทียมสามารถซ่อมแซมตนเองได้ (หมายถึงขั้วไฟฟ้าจะสามารถซ่อมแซมตนเองได้ ไม่ใช่สึกกร่อนไปเรื่อยจนหมดอย่างรวดเร็ว) มาในปีนี้ใบไม้เทียมของ Harvard ที่ผ่านการปรับปรุงก็ดีขึ้นจนมีประสิทธิภาพเหนือกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงตามธรรมชาติ

ความท้าทายที่ผ่านมาตลอดเวลางานวิจัยคือการหาวิธีทำให้แบคทีเรียเจริญเติบโตได้ดีในน้ำที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบใบไม้เทียม เพราะแม้การเพาะเชื้อแบคทีเรีย Ralstonia eutropha นอกระบบจะสามารถทำได้นานนับ 10 ปีแล้ว แต่การที่จะให้มันอยู่ในน้ำที่แช่โลหะตัวนำขั้วไฟฟ้านั้นกลับกลายเป็นเรื่องยากที่จะทำให้มันเติบโตได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งนี้เป็นเพราะผลกระทบจากไอออนของโลหะที่อยู่ในน้ำซึ่งเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการแยกน้ำ จนกระทั่งทีมวิจัยได้เลือกใช้น้ำที่มีโคบอลต์เป็นองค์ประกอบพื้นฐานด้วยจึงกลายเป็นผลสำเร็จได้ในที่สุด

การวัดประสิทธิภาพของใบไม้เทียมในการแปลงพลังงานแสงให้ออกผลลัพธ์มาเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพนั้น ได้ตัวเลขออกมาสูงถึง 10% ซึ่งเหนือกว่าพืชที่แปลงพลังงานได้ดีที่สุดถึง 10 เท่า

ทางเลือกด้านพลังงานสำหรับอนาคตของโลกเราดูสดใสขึ้นอีกหน่อยแล้ว

ที่มา - The Christian Science Monitor, Gizmag

alt="upic.me"

Get latest news from Blognone

Comments

By: hisoft
ContributorWindows PhoneWindows
on 8 June 2016 - 23:52 #918205
hisoft's picture

สุดยอดครับ

อายุการใช้งานนานมั้ย - - มีข้อเสียอะไรบ้าง ต้องคอยเติมอะไรบ้าง

By: sonkub
AndroidWindows
on 9 June 2016 - 00:12 #918207

เจ๋งอะ
ต่อไปก็ปลูกใบไม้เทียมไว้เต็มบ้านแทนไปเลย
ได้ทั้ง O2, กำจัด CO2, แล้วได้พลังงานอีก

ไม่ต้องดูแล ไม่ต้องคอยรดน้ำ (ไม่รู้ต้องเติมน้ำบ่อยป่าว) ไม่ต้องเปลี่ยนบ่อยๆ
ค่าใช้จ่ายระยะยาวคงเป็นน้ำผสมสารเคมีที่เป็นตัวทำปฏิกริยาซินะ

By: Holy
ContributorAndroidWindowsIn Love
on 9 June 2016 - 09:44 #918273 Reply to:918207
Holy's picture

ไม่รู้ว่าแค่เติมน้ำเปล่าเข้าไปให้ความเข้มข้นของโคบอลต์เหมาะสมจะเพียงพอไหมนะครับ เพราะจากปฏิกิริยาที่ว่า สิ่งที่ถูกใช้ไปน่าจะมีแค่ H2O เท่านั้น ก็เติมน้ำกลั่นเข้าไปแทนเรื่อยๆ

By: Hadakung
iPhoneWindows PhoneAndroidWindows
on 9 June 2016 - 05:43 #918230

ถ้าไม่ใช่เอาฐานจากใบไม้ชื่อจะกลายเป็นงานวิจัยเก็บเกี่ยวพลังงานจากแบคทีเรีย... อีกหน่อยตามหเางคงจะมีโหลแบคทีเรียตั้งโชว์ไว้ฟอกอากาศ ไทยก็จะมีเครื่องฟอกอากาศบรรจุขวดขายตามตลาดนัด...

By: Holy
ContributorAndroidWindowsIn Love
on 9 June 2016 - 09:42 #918272 Reply to:918230
Holy's picture

ถ้าใช้แสง ทำเป็นแผ่นน่าจะมีประสิทธิภาพที่สุดนะครับ ผมว่าปูหลังคา/ทำผนังตึกไปเลยน่าจะดีที่สุด

By: Thai.hacker
ContributoriPhoneAndroidUbuntu
on 9 June 2016 - 06:56 #918234
Thai.hacker's picture

นิคมดาวอังคาร ไม่ไกลเกินแล้ว คงได้เห็นคนไปบุกเบิกอีกไม่กี่สิบปีนี้


ไม่มีลายเซ็น

By: kingrpg
AndroidWindows
on 9 June 2016 - 07:51 #918237 Reply to:918234

จากนั้นก็จะมีสงครามอวกาศแย่งชิงทรัพยากร

By: HMage
AndroidWindows
on 9 June 2016 - 10:33 #918295 Reply to:918234

ลองไปปรึกษา Mark Watney ดูครับ เขาไปปลูกมันฝรั่งบนนั้นมาแล้ว

By: YF-01
AndroidUbuntu
on 9 June 2016 - 10:50 #918302 Reply to:918234

อาจต้องรอข่าวแมลงสาปสายพันธ์ใหม่ก่อนครับ

By: acitmaster
AndroidUbuntuWindowsIn Love
on 9 June 2016 - 08:23 #918241
acitmaster's picture

แบคทีเรียเกิดการกลายพันธุ์ แพร่กระจายไปกับน้ำ มนุษย์ติดเชื้อ น่ากลัววว

By: tg-thaigamer
ContributoriPhoneAndroidBlackberry
on 9 June 2016 - 08:41 #918243
tg-thaigamer's picture

นึกถึง Animation เรื่องหนึ่ง ที่ทั้งโลกเหลือเมล็ดพันธ์เม็ดสุดท้าย และต้นไม้ก็เป็นอุปกรณ์แทน 555


มือใหม่!! ใหม่จริงๆนะ

By: panurat2000
ContributorSymbianUbuntuIn Love
on 9 June 2016 - 09:18 #918257
panurat2000's picture

เอาไปใช้งานเป็นเชื้อเพลงเลยก็ได้เช่นกัน

เชื้อเพลง => เชื้อเพลิง

ว่าต้องการสารประกอบอินทรย์ประเภทใด

อินทรย์ => อินทรีย์

By: McKay
ContributorAndroidWindowsIn Love
on 9 June 2016 - 11:10 #918304 Reply to:918257
McKay's picture

In Soviet Warcraft, Argus comes to you.

By: iStyle
ContributoriPhoneAndroidSymbian
on 10 June 2016 - 00:01 #918410 Reply to:918257
iStyle's picture

ตัวเเลข

ตัวเลข


May the Force Close be with you. || @nuttyi

By: gunner09
Windows
on 9 June 2016 - 09:25 #918259

เคยดูสารคดีชิ้นหนึ่งเกี่ยวกับพลังงานไฮโดรเจน คือถ้าเราสามารถแยกไฮโดรเจนโดยใช้แค่แสงอาทิตย์ เราจะมีพลังงานเหลือล้นใช้ไปจนชั่วลูกชั่วหลานเลย

By: GodPapa
iPhoneWindows PhoneAndroidBlackberry
on 9 June 2016 - 10:16 #918289 Reply to:918259
GodPapa's picture

ปัญหาไม่ได้อยู่ที่การแยกไฮโดรเจน ใช้เซลแสงอาทิตย์ผลิตไฟฟ้าแยกไฮโดรเจนได้ง่ายๆ
แต่เอาไฟฟ้าไปใช้โดยตรงเลยง่ายกว่า
ไฮโดรเจนมีปัญหาในการจัดเก็บแล้วเอาไปใช้ ไฟฟ้าง่ายกว่าเยอะ

By: -Rookies-
ContributorAndroidWindowsIn Love
on 9 June 2016 - 10:12 #918287

ใบไม้จริงมีประสิทธิภาพแค่ 1% เองเหรอครับ


เทคโนโลยีไม่ผิด คนใช้มันในทางที่ผิดนั่นแหละที่ผิด!?!

By: Holy
ContributorAndroidWindowsIn Love
on 9 June 2016 - 10:43 #918300 Reply to:918287
Holy's picture

แล้วแต่ประเภทของพืชครับ ในนี้บอกว่าตั้งแต่ 0.1% - 7-8% เลย แต่ผมยังไม่ได้อ่านละเอียดเหมือนกัน

By: -Rookies-
ContributorAndroidWindowsIn Love
on 9 June 2016 - 15:33 #918344 Reply to:918300

"ซึ่งเหนือกว่าพืชที่แปลงพลังงานได้ดีที่สุดถึง 10 เท่า"

แบบนี้ก็โม้สิครับ แต่ถึงจะไม่ถึง 10 เท่า มันก็ยังเยอะอยู่ดี น่าสนใจมากว่าจะต้องทำยังไงต่อไปเพื่อให้มั่นใจว่าเอาไปใช้งานแล้วจะดีจริง ไม่เป็นอันตรายทีหลัง


เทคโนโลยีไม่ผิด คนใช้มันในทางที่ผิดนั่นแหละที่ผิด!?!

By: McKay
ContributorAndroidWindowsIn Love
on 9 June 2016 - 16:52 #918354 Reply to:918344
McKay's picture

จากที่มาที่คุณ Holy ลิ้งไป พืชปกติจะอยู่ที่ 0.1-2.0% หน่ะครับ คิดว่าเค้าเอามาเทียบกับตัวนี้

ยกเว้นเพียงแต่ต้นอ้อย(ที่เอามาผลิตน้ำตาลอีกที) จะอยู่ที่ 7-8% ครับ


In Soviet Warcraft, Argus comes to you.

By: Holy
ContributorAndroidWindowsIn Love
on 10 June 2016 - 09:04 #918449 Reply to:918354
Holy's picture

จริงๆ แล้วถ้าเขียนว่า "ซึ่งเหนือกว่าพืชที่แปลงพลังงานได้ดีที่สุดถึง 10 เท่า" ก็ควรเอาต้นอ้อยเป็นเกณฑ์นะครับ เพราะอ้อยก็เป็นพืช แต่มันอาจจะฟังดูไม่ตื่นเต้นแหละ ก็เข้าใจ...

By: Kittichok
Contributor
on 9 June 2016 - 13:46 #918330

น่าสนใจมาก ๆ และตามข้อมูล Photosynthetic efficiency ที่คุณ Holy อ้างถึงแล้ว ปริมาณพลังงานก็ไม่ใช่น้อยเลย ถ้าสามารถดึงพลังงานในส่วนนี้จากทั้งโลกมาใช้งานได้

By: iwoon
iPhoneWindows PhoneAndroidUbuntu
on 9 June 2016 - 14:19 #918334

เป็นหัวข้อข่าวที่ผมกดอ่านต่อทันที โดยไม่ต้องคิดอะไรมาก น่าตื่นเต้นสุดๆ

By: alph501
iPhoneWindowsIn Love
on 9 June 2016 - 14:23 #918335
alph501's picture

อาจเป็นอนาคตของ โลก

By: hisoft
ContributorWindows PhoneWindows
on 9 June 2016 - 14:32 #918337
hisoft's picture

ว่าแต่ ต้องมีอาหารอะไรให้แบคทีเรียเพิ่มเติมไหมครับ

By: btoy
ContributorAndroidWindows
on 9 June 2016 - 14:47 #918338
btoy's picture

น่าตื่นเต้นจัง


..: เรื่อยไป