Fótósintéis Saorga

Tar éis bheith ag spaisteoireacht timpeall chathair Amsterdam, ag tógáil griangrafanna do na canálacha pictiúrtha, chas Max agus Lily i dtreo Ollscoil Amsterdam, ar a bhfuil cáil domhanda ar chomh maith.

Mar chuid dá dtionscnamh fuinnimhe gréine, bhíodar ag obair ar fótósintéis saorga.

Thuigeadar beirt nach raibh bealach ar bith níos fear le deireadh a chur lena dturas, ná níos mó a fháil amach faoin dtionscnamh luachmhar seo, ag cruthú próicéis chun aithris a dhéanamh ar an mbealach a tháirgíonn an nádúr fuinneamh leis na billion anuas, chun fuinneamh a tháirgeadh do riachtainaisí na sibhialtachta comhaimsire.

 

“Úsáideann muid fuinneamh do a lán rudaí, ach tá trí riachtainaisí bunúsacha ann,” a dúirt Lily. “Téamh, táirgeadh leictreachais agus iompar. Cabhróidh fótósintéis saorga leis an dá cheann deireanach.”

Bhí díoma mar sin fhéin, ar Max. Chroch sé eascra ag leibhéal na súl, ina raibh cillín fótócatalaíoch in uisce. Bhí go leor boilgeoga beaga ag éirí ann. “An é seo an duilleog saorga?” a d’iarr sé agus an lipéad á léamh aige. “Bhí mé ag súil le rud éigin níos…glaise,” a dúirt sé, ag gearán.

“Cosúil le céard?” a d’iarr Lily. “B’fhéidir nach bhfuil dath glas air, ach oibríonn sé ar an bprionsabal céanna le duilleog,” a lean sí. “An bhfuil a fhios agat fiú amháin céard é fótósintéis?”

Dúirt Max go raibh a fhios aige go maith céard a bhí i gceist le fótósintéis. Ionsúann plandaí fuinneamh na gréine agus thiontaíonn said go fuinneamh ceimice é. Cumaisceann siad an dé-ocsaíd charbóin a fhaigheann siad ón atmaisféar le h-uisce chun a mbia, glucose agus ocsaigin a chruthú.

 “Is carbaihiodráit é glucose” a dúirt Lily. “Agus déanann an duilleog saorga atá i do lámh agat an rud céanna. Úsáideann sé fuinneamh gréine chun uisce a scoilteadh idir ocsaigin agus hidrigin. An bhfeiceann tú na boilgeoga? Is ocsaigin agus hidrigin iad sin. Tá an ocsaigin ag teacht ón dtaobh thosaigh agus an hidrigin ón dtaobh chúl. Úsáidtear an hidrigin mar bhreosla.

Sa nádúr, is carbaihiodráití, próitéiní agus saill iad an ‘breosla inúsáidte’, sa chás seo, bhí na h-eolaithe ag iarraidh teacht ar bhreosla chun fuinneamh a chur ar fail do ghluaisteáin agus leictreachas a chur ar fail chun gléasanna a chur i ngnímh. Is próicéas é an fótósintéis saorga áit a ullmhaítear breosla, gan rud ar bith seachas uisce, solas na gréine agus dé-ocsaíd charbóin a úsáid. Is próicéas rí-thábhachtach é, bheith ag cruthú domhain nach bhfuil breoslaí iontaisí de dhíth níos mó air. Tré dé-ocsaíd charbóin agus uisce a chumaisceadh, táirgíonn an fótósintéis saorga hidrea-charbóin. Déanta as hidrigin agus carbon, tá hidrea-charbóin, cosúil le própán agus ochtán, mar comhbhaill bunata ag gásailín agus gás nádúrtha agus tá siad in úsáid leis na cianta mar bhreosla. ‘Sé an buntáiste atá ag an gcineál seo fótósintéis saorga, ná gur féidir leis an dé-ocsaíd charbóin atá san atmaisféar a laghdú.

 “Ach cén chaoi a ndéantar é seo?” a dúirt Max. Dúirt Lily go bhféadfaí é a mhíniú in aon fhocal amháin – catalaíocha. Is ábhar é catalaíoch a thapaíonn imoibriú ceimiceach. Tá forbairt déanta ar chatalaíocha nua chun fótósintéis saorga a chumasú.

Nuair a chuirtear na catalaíocha seo le h-ábhair a ionsúann solas, is féidir breoslaí ar nós meatánól a tháirgeadh go h-éifeachtúl. Ar dtús, úsáideadh miotail lómhara ar nós platanam agus iridium mar chatalaíocha.  Bhíodar costasach, áfach, agus bhí orthu réiteacha comhroghnacha níos saoire a fhorbairt. Mar shampla, catalaíoch amháin atá neamh-díobhálach don chomhshaol agus seasmhach ag an am chéanna, ná díocsaíd tiotáiniam. Chomh maith le sin, cruthaíodh go bhfuil comhiotail áirithe ina gcatalaíocha éifeachtúla.

Ceann amháin go h-áirithe, comhiotal since nicile molaibdéineam, (NiMoZn), atá an-éifeachtach ar fad i dtáirgeadh hidrigine.

Chuaigh an méid seo i bhfeidhm go mór ar Max agus Lily. B’fhéidir nach bhfuil cuma duilleoige air ach gníomhaíonn sé mar dhuilleog. Laghdaíonn fótósintéis saorga díocsaíd charbóin an atmaisféir, ag soláthar aer úr, agus ag cruthú breoslaí chun fuinneamh a thabhairt do ghluaisteáin agus gléasanna leictreacha. Éifeachtúlacht, ag tabhairt aire don timpeallacht, inbhuanacht; an bealach i dtreo domhain nua, domhan níos fearr á mhúnlú.