Mówi: | prof. Joanna Kargul |
Funkcja: | kierownik Laboratorium Fotosyntezy i Paliw Słonecznych |
Firma: | Centrum Nowych Technologii UW |
Naukowcy z UW tworzą sztuczną fotosyntezę. Chcą wykorzystać energię słoneczną do produkcji „paliwa przyszłości”
Naukowcy z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego prowadzą badania nad sztuczną fotosyntezą. Chcą dowiedzieć się, jak gospodarują energią organizmy poddawane działaniu ekstremalnych bodźców środowiskowych. W tym celu badają aparat fotosyntetyczny czerwonej mikroalgi, która potrafi przetrwać w warunkach podobnych do tych panujących na Ziemi kilka miliardów lat temu. Ich prace mogą pozwolić na sterowanie procesem fotosyntezy, co może przyczynić się np. do spopularyzowania paliwa wodorowego.
Laboratorium Fotosyntezy i Paliw Słonecznych w Centrum Nowych Technologii UW od dwóch lat pracuje nad sztuczną fotosyntezą. Naukowcy badają aparat fotosyntetyczny czerwonej mikroalgi – jednokomórkowego krasnorostu o nazwie Cyanidioschyzon merolae, który świetnie prosperuje nawet w wyjątkowo niekorzystnych warunkach – podobnych do tych, które panowały na Ziemi kilkaset milionów lat temu. Wówczas atmosfera nie zawierała w ogóle wolnego tlenu.
– Glon ten został wyizolowany z ekstremofilnych warunków, takich jak wysokozasiarczone kwaśne źródła wulkaniczne o wysokiej temperaturze. Żyje w bardzo niskim pH oraz w podwyższonej temperaturze. Podobne warunki panowały na początku życia na naszej planecie, dlatego bardzo nas interesuje, w jaki sposób ten glon sobie radzi pod względem metabolizmu i procesu fotosyntezy w warunkach tak nieprzyjaznych dla człowieka – mówi agencji informacyjnej Newseria Innowacje prof. Joanna Kargul, kierownik Laboratorium Fotosyntezy i Paliw Słonecznych z Centrum Nowych Technologii UW.
Sztuczna fotosynteza polega na imitowaniu wczesnych procesów naturalnej fotosyntezy przy użyciu najprostszych substratów, takich jak woda i dwutlenek węgla. Cały proces jest napędzany energią słoneczną, podobnie jak w naturalnej fotosyntezie. W procesie naturalnej fotosyntezy pod wpływem absorbcji światła słonecznego następuje rozszczepienie cząsteczek wody do biologicznego "wodoru", czyli protonów i elektronów. Innymi produktami tej reakcji jest tlen cząsteczkowy, który zapewnia atmosferę tlenową na naszej planecie, a także węglowodany (glukoza).
– Bez fotosyntezy nie byłoby życia na naszej planecie. Mówi się, że fotosynteza tlenowa, oksygeniczna - to Big Bang ewolucji, ponieważ po powstaniu atmosfery na naszej planecie, tempo ewolucji nabrało ogromnej prędkości. Rozwinęło się życie tlenowe, wielokomórkowe i biosfera, taka jaką ją w tej chwili znamy. To wszystko mogło zajść dzięki procesowi oksygenicznej fotosyntezy, którą zajmuje się moje laboratorium – tłumaczy prof. Joanna Kargul.
Naukowcy z CeNT Uniwersytetu Warszawskiego prowadzą badania na jednokomórkowych mikroalgach, ponieważ te - w odróżnieniu od roślin wyższych - są hodowane w kontrolowanych warunkach: w stałej temperaturze, wilgotności i przy stałym natężeniu światła. Dzięki temu naukowcy mogą ściśle kontrolować warunki eksperymentalne.
– Dodatkowym atutem pracy nad jednokomórkowymi glonami jest to, że możemy hodować bardzo duże objętości tych alg. W moim laboratorium mamy hodowlę do 20 litrów takich mikroorganizmów. W industrialnych aplikacjach algi hodowane są nawet w objętościach stulitrowych, zdarzają się również farmy alg w których objętości są naprawdę kolosalne. W naszym laboratorium hodujemy je w postaci dwudziestolitrowych zawiesin komórkowych – mówi prof. Joanna Kargul.
Celem badań naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego jest poznanie mechanizmów fotoprotekcji i gospodarki energią u organizmów, które są poddawane działaniu ekstremalnych bodźców środowiskowych. Może to stworzyć nowe możliwości sterowania fotosyntezą i znaleźć zastosowanie np. w rolnictwie.
Poznanie mechanizmów działania fotosyntezy ma pozwolić na konstrukcję fotoogniw paliwowych zbudowanych z biologicznych katalizatorów do utleniania wody i wytwarzania tzw. paliw słonecznych (wodoru i odnawialnych paliw węglowych) pod wpływem absorpcji światła widzialnego. Te międzynarodowe, wysoko interdyscyplinarne badania, prowadzone są od 2011 r. - najpierw w ramach konsorcjum, które zrzeszało osiem najlepszych w Europie laboratoriów naturalnej i sztucznej fotosyntezy, a obecnie w formie bilateralnego projektu polsko-tureckiego GraphESol.
– Atrakcyjność naszego podejścia badawczego polega na połączeniu naturalnej fotosyntezy z nowoczesnymi materiałami o bardzo atrakcyjnych właściwościach. Mówię tu o grafenie, który z całą pewnością jest materiałem przyszłości, mówi się, że nadchodzi era grafenowa. Obecnie żyjemy w erze krzemowej, natomiast era grafenowa jest tuż za rogiem – mówi prof. Joanna Kargul.
Projekt dotyczący "charakterystyki struktury i funkcji aparatu fotosyntetycznego z ekstremofilnej czerwonej mikroalgi Cyanidioschyzon merolae" uzyskał z Narodowego Centrum Nauki finansowanie w wysokości niemal 1,7 mln zł w ramach konkursu Opus.
Czytaj także
- 2025-06-17: Prawie 2/3 Polaków uważa się za osoby przedsiębiorcze. Kojarzy im się to z pracowitością i zaradnością
- 2025-05-28: Innowacyjne leki zmieniają oblicze rzadkich chorób neurologicznych uznawanych dotychczas za nieuleczalne. Tak jest w przypadku rdzeniowego zaniku mięśni
- 2025-05-22: Roboty w służbie środowisku. Ograniczanie ilości odpadów możliwe dzięki automatyzacji
- 2025-05-26: Orlen stawia na produkcję syntetycznych paliw lotniczych i zeroemisyjny wodór. Szuka innowacji w tych obszarach
- 2025-04-11: Spada udział chowu klatkowego w hodowli drobiu. Wciąż jednak 67 proc. kur trzymanych jest w klatkach
- 2025-04-25: Eliza Gwiazda: Bez chemii naprawdę można wysprzątać mieszkanie na błysk. Wiele rzeczy da się doczyścić na przykład sodą
- 2024-12-18: Rolnictwo czekają znaczące inwestycje. Bez nich trudno będzie zapewnić żywność 10 mld ludzi
- 2024-11-26: Polscy naukowcy pracują nad personalizowaną terapią raka płuca. Faza badań klinicznych coraz bliżej
- 2024-10-21: Przyszłość motoryzacji to niekoniecznie auta bateryjne. Zainteresowanie kierowców mniejsze niż oczekiwane
- 2024-09-24: Firmy dostosowują biura do nowych realiów na rynku pracy. Coraz częściej są miejscem spotkań i budowania relacji
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii

Bankowość

Banki zainteresowane projektami gospodarki obiegu zamkniętego. Chętniej finansują takie inwestycje
Rynek zrównoważonego finansowania rośnie. Banki stawiają na rozwój oferty zielonych instrumentów, które przedsiębiorcy i inne instytucje mogą przeznaczyć na sfinansowanie inwestycji z różnych obszarów ESG. Są wśród nich zarówno zielone obligacje, jak i kredyty połączone z realizacją konkretnych celów klimatycznych. Jednym z obszarów, które chcą finansować firmy w ramach ESG, jest gospodarka obiegu zamkniętego, czyli zamykanie obiegu produktów w myśl zasady reduce, reuse i recycle (ogranicz, użyj ponownie, przetwórz).
Transport
Polscy inżynierowie pracują w Częstochowie nad systemami do zautomatyzowanej jazdy. Opracowali jeden z najszybszych komputerów na świecie

870 inżynierów w Częstochowie opracowuje, buduje i testuje zaawansowane komponenty dla motoryzacji, szczególnie w obszarze elektroniki i systemów wspomagania kierowcy ADAS. Jednym z nich jest superszybki komputer dla funkcji zautomatyzowanej jazdy. Centrum Inżynieryjne Elektroniki to część Grupy ZF, która jest jednym z największych dostawców branży motoryzacyjnej na świecie. To oznacza, że z rozwiązań opracowywanych przez polskich inżynierów korzystają producenci aut na całym świecie. Przed branżą stoi szereg wyzwań związanych m.in. z sytuacją geopolityczną i trendami, które definiują kierunek jej rozwoju.
Transport
Polska przeciwna przedłużeniu umowy UE–Ukraina o transporcie drogowym. Uderza ona w krajową branżę transportową

Parlament Europejski większością głosów poparł przedłużenie umowy o transporcie drogowym między Unią Europejską a Ukrainą do końca 2025 roku. Zdaniem polskich europosłów, którzy głosowali przeciw, podtrzymanie liberalizacji przewozów drogowych przyczyni się do dalszego obniżenia konkurencyjności polskich firm transportowych. W przeciwieństwie do ukraińskich przewoźników muszą one spełniać szereg unijnych wymogów. Polska delegacja planuje przedstawić swoje stanowisko europejskiemu komisarzowi ds. zrównoważonego transportu i turystyki.
Szkolenia

Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.