Eguzkiak ordubetean ematen dio energia gehiago Lurrari planeta osoak urtebetean kontsumitzen duena baino. Ikertzaile batzuek gaitasun ikaragarri hori hobekien aprobetxatzen dakiena imitatu nahi dute: zuhaitzen hostoak. Ez da lan erraza, haren itxurazko soiltasunak oraindik guztiz ulertzen ez den sistema konplexu bat gordetzen baitu. Mundu osoko hainbat talde zientifikok aurrerapen berritzaile batzuk lortu dituzte, baina ahalegin handiagoa egin beharko dute beren helburua modu eraginkor eta ekonomikoan lortuko duten orri artifizialak lortzeko.
Eguzki-argia ur-molekulak zatitzeko eta hidrogenoa erregai gisa erabiltzeko erabiltzea etorkizun handiko taktika da, erregai fosilen kontsumoa saihesteko. Shanghai Jiao-Tong Unibertsitateko (Txina) Di Zhang doktorearen hitzak dira. Kaliforniako (AEB) unibertsitateetako kolaboratzaile-talde batekin batera eta Sagatik (Japonia) sistema bat garatu du orrien diseinua erreproduzitzeko eta munduari energia berriztagarri eta ekologikoaren iturri berria emango liokeen helburu hori lortzeko.
Eguzkiak energia gehiago ematen dio Lurrari ordubetean planeta osoak urtebetean kontsumitzen duena baino
Advanced Materials aldizkariaren zenbaki berri batean, Zhang-ek eta haren lankideek azaldu dute beren teknikaren berritasuna hostoen egitura hierarkikoak kopiatu eta pigmentu naturalen ordez nitrogenoz dopatutako titanio dioxidozko katalizatzaile artifizialak jartzea dela. Arduradunek diote eguzki-argiaren xurgapena handitu egin dela, eta atomoak beste sistemetatik banantzea eragiten duen jarduera areagotu dela.
Zhang-en arabera, mota horretako sistema artifizialen ikerketak eguzki-energiako teknologia berri bat diseinatzeaz gain, landareen funtzionamendua ulertzea ere ekarriko du, gaur egun oraindik hainbat ezezagun baititu. Txinako zientzialariak azaltzen du orri natural bat oso mekanismo konplexu batean (fotosintesia) oinarritutako egitura landuen eta osagai funtzionalen arteko sinergia dela. Hostoek eguzki-energia harrapatzen dute eta ura oxigeno eta hidrogenotan modu eraginkorrean banatzeko erabiltzen dute.
Zhang-en taldeak adierazi du edozein biomasa-mota, nekazaritza- edo alga-hondakinak barne, erabil daitekeela orri artifizial horiek egiteko. Bere lanean hainbat orri mota erabili dituzte oinarri gisa, eta azido klorhidrikoan diluitu dituzte, fotosintesian funtsezkoak diren magnesio atomoak titanioz ordezkatzeko. Landare-materiala kentzeko hostoak lehortu eta erre ondoren, titanio dioxido kristalizatua eta hosto naturalen egitura asko dituen lagina lortu dute.
Helburu bera duten hainbat sistema
Oso mekanismo konplexuan oinarritutako egituren sinergia da orri naturala.
Energia-helburu bera lortzeko metodoak askotarikoak dira. Berkeleyko Kaliforniako Unibertsitateko Michel Maharbiz, Michigango Unibertsitateko Ruba Borno, eta Massachusettseko Institutu Teknologikoko Joe Steinmeyer (MIT) ingeniari estatubatuarrek orrien transpirazioa simulatzen duen prototipo batean lan egiten dute (ura lurruntzearen bidez galtzea).
Ikertzaile horien hosto sintetikoek ere ura lurruntzen dute, energia sortzeko aprobetxatzen den ponpaketa-efektu bat sortzeko. Kasu honetan, urez betetako kanal adarkatu ñimiñoz osatutako sare batek zeharkatutako kristalezko xaflez eginda dago, hala nola orri natural bateko zainez. Ur-fluxua aire-burbuilekin aldizka eteten denean, korronte elektriko txiki bat sortzen da. Ikertzaile estatubatuarrek onartzen dute kopurua oraindik oso txikia dela, baina baikor agertzen dira energia-sistema berri bat lortzeko hasiera ona dela.
Imagen: Agata Urbaniak Leiden-eko Unibertsitatean (Herbehereak) klorosometan oinarritu dira, bakterioek eguzki-argia aprobetxatzeko antenak, orri artifizialaren prototipoa sortzeko. Arduradunek artikulu bat argitaratu zuten 2009an Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) aldizkarian, bere sistema zehazten zuena.
Herbehereetako ikertzaileek azaldu zuten klorosomak direla munduko eguzki-bilketako organorik eraginkorrenak, eta gutxieneko argi-kantitateekin funtzionatzeko egokituta daudela. Klorofilaz osatuta daudenez, hostoak imitatzeko eta etorkizunean eraginkortasun handiko eguzki-zelulak lortzeko giltzarriak direla uste dute. Aurkikuntzen erritmoak gaur egungo mailan jarraitzen badu, oso laster aplikazio desberdinak sor litezke, hala nola argia elektrizitate bihurtzeko gai diren errepide foto-luminiszenteak. Bakterioen argi-hartzaile horiek nola funtzionatzen duten hobeto ulertzeko ere balio izan die ikerketak.
MITeko Dan Nocera ere aurrerapen garrantzitsuak eskain ditzakeen adituetako bat da. 2008an, Science aldizkarian, hainbat elementu merke eta oparotan oinarritutako sistema bat ezagutarazi zuen, hala nola kobaltoa edo fosforoa, bere burua konpontzeko ahalmenarekin, orri naturalen antzera.
Beste zientzialari-talde bat, berriz, garraioan erabil daitezkeen erregaiak sortzeko orri artifizialen kontzeptuan oinarritzen da. Tokioko Unibertsitate Japoniarreko Kazunari Domen bezalako ikertzaileek hidrogenoa erregai-piletan erabili nahi dute elektrizitatea sortzeko edo karbono dioxidoarekin (CO2) konbinatzeko, metanola bezalako bioerregaiak egiteko.
Aurkikuntza horiek gorabehera, zientzialariek onartzen dute oraindik hainbat erronka daudela sistema ekonomiko eta eraginkorra lortzeko. Duela hamarkada bat baino gehiago, AEBetako Energia Berriztagarriaren Laborategi Nazionaleko John Turnerrek eta Khasgoiko Oscarrek orri artifizial bat sortu zuten hidrogenoa sortzeko, baina metal arraroak erabiltzen zituen eta ez zen egonkorra. Gaur egun, Turnerren arabera, teknologia-mota horretako aurrerapenak txikiak izan dira, nahiz eta itxaropenek aurrera jarraitzen duten.
Natura imitatzen saiatzen diren zientzialariek (Biomimika) gogorarazten dute izaki bizidunak milioika urtean eboluzioaz baliatu direla beren sistemak hobetzeko. Kaliforniako Unibertsitateko David Britt-ek egitura biologikoen barrualdea aztertzen du eta bere osotasunean misterioa direla gogoratzen du. Horregatik, ez da hain erraza ezagutza hori berregitea eta modu artifizialean aprobetxatzea urte gutxi batzuk besterik ez duten ikerketekin.
