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
- 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
- 2024-09-27: Do 2050 roku lotnictwo ma być zeroemisyjne. Do osiągnięcia tego celu konieczna jest wymiana floty i przejście na ekologiczne paliwa
- 2024-10-08: Do 2050 roku transport morski ma być zeroemisyjny. W dekarbonizacji pomagają nowe technologie, ale przyszłością są zielone paliwa
- 2024-07-30: Trzynaście państw UE wytwarza już więcej energii z OZE niż z paliw kopalnych. Polska jeszcze nie, ale też bije rekordy w zielonej energii
- 2024-08-23: Beton z alg czy szkło fotowoltaiczne. Ekologiczne innowacje zmieniają sektor budowlany
- 2024-07-03: Rośnie liczba producentów ekologicznych zarówno w Polsce, jak i innych krajach Unii. Wciąż jednak jest to ułamek produkcji rolnej
- 2024-07-09: W ciągu 5–10 lat spodziewane duże wzrosty sprzedaży żywności ekologicznej. Największą barierą pozostaje niska świadomość konsumentów
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii

Handel

Automatyzacja pomaga firmom budować przewagę nad konkurencją. Zwłaszcza wykorzystanie narzędzi sztucznej inteligencji
Firmy coraz chętniej inwestują w cyfryzację i automatyzację procesów, w tym z wykorzystaniem sztucznej inteligencji (AI), co pozwala im oszczędzać czas, redukować koszty operacyjne i poprawiać jakość obsługi klienta. Nowoczesne narzędzia takie jak platforma FlowDog pozwalają relatywnie szybko i efektywnie kosztowo usprawniać procesy obsługi reklamacji, zleceń serwisowych czy analizę danych sprzedażowych. Eksperci podkreślają, że dobrze wdrożona automatyzacja może przynieść zwrot z inwestycji już w ciągu kilku miesięcy, zwiększając konkurencyjność firm na dynamicznie zmieniającym się rynku
Handel
Odwetowe cła z UE na amerykańskie towary mogą być kolejnym etapem wojny handlowej. Następne decyzje spowodują dalszy wzrost cen

Komisja Europejska zapowiedziała nałożenie ceł na amerykańskie produkty w reakcji na wejście w życie ceł USA na stal i aluminium. Unijne cła o wartości 26 mld zł wejdą w życie 1 kwietnia, a w pełni zostaną wdrożone od 13 kwietnia. Donald Trump już zapowiada, że na to odpowie. – Wchodzimy w etap wojny handlowej między Unią Europejską a Stanami Zjednoczonymi i na pewno będziemy świadkami wielu takich odwetów z każdej strony – ocenia europosłanka Anna Bryłka.
Robotyka i SI
Inwestycje w sztuczną inteligencję na bardzo niskim poziomie. Potencjał polskich kadr nie jest wykorzystywany

Komisja Europejska zapowiedziała uruchomienie nowej inicjatywy InvestAI, która ma zmobilizować 200 mld euro na inwestycje w sztuczną inteligencję. W globalnym wyścigu zbrojeń w AI to jednak wciąż niewiele. Również polskie firmy technologiczne zazwyczaj korzystają z infrastruktury stworzonej przez zachodnich liderów. Największym wyzwaniem, które stoi przed polskimi firmami, jest to, by innowacje były tworzone na miejscu. – Zwłaszcza że inwestycja w sztuczną inteligencję i kryptografię kwantową to inwestycja w bezpieczeństwo kraju – przekonuje dr Maciej Kawecki, prezes Instytutu Lema.
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.