Kunstmatige fotosynthese maakt brandstof van zonlicht

Wetenschappers proberen na te bootsen wat de natuur al miljoenen jaren kan: met zonlicht en water koolstofneutrale brandstof maken.

Planten en (sommige) bacteriën zetten al honderden miljoenen jaren lang zonlicht om in voedingsstoffen, waarbij ze water en CO2 verbruiken en zuurstof creëren (als bijproduct). Voor deze organismen is de efficiëntie waaraan de fotosynthese verloopt, voldoende hoog. Maar voor de mens, die er koolstofneutrale brandstoffen mee wil ontwikkelen, gaat het proces veel te traag. Nochtans kan het natuurlijke fotosyntheseproces in theorie worden opgeschaald – bij planten en bomen ligt de energetische omzettingsgraad maar rond de 1 à 2 procent.

Via elektrolyse kan water gesplitst worden in zuurstof en waterstof. Dat laatste kan dan als koolstofneutrale brandstof worden gebruikt (groen gas), waarbij na verbranding enkel waterdamp overblijft. Het probleem is dat elektrolyse een inherent traag en kleinschalig proces is. Om de splitsingsreactie te versnellen, zijn dure en vaak toxische katalysatoren nodig.

Een groep Britse wetenschappers probeert nu met een combinatie van natuurlijke en kunstmatige elementen een doorbraak te forceren. In de plaats van chemische katalysatoren gebruiken ze daarbij biologische enzymen, die in cellen een boost geven aan chemische reacties. Een van die enzymen is hydrogenase, een slapend enzym dat ze in zeewier wisten te reactiveren en dat protonen omzet in waterstofatomen.

De eerste resultaten van de nieuwe aanpak ogen alvast beloftevol, al lijkt de weg naar een efficiënte – en economisch rendabele – door de mens uitgevoerde fotosynthese nog lang.