Fotosentez Sistemi, Alternatif Yakıtlara Örnek mi Oluyor?

Fotosentez, Allah'ın sonsuz ilmini ve kudretini görebileceğimiz olağanüstü bir dizi kimyasal işlemden oluşur ve şu ana kadar detayları tam olarak çözülememiş, eşsiz bir tasarımdır.  Bu işlem çıplak gözle görülemez çünkü bu mekanizma çalışmak için gözle göremediğimiz elektronları, atomları ve molekülleri kullanır. Fotosentez işlemi ile oluşan sonuçlar muhteşemdir ve canlılığın devamlılığını sağlar: Bunlardan oksijen nefes almamızı sağlar, besinler ise hayatta kalmamıza vesile olur. 

Fotosentez anlaşılması zor kimyasal formüller, hiç karşılaşmadığımız küçüklükte sayı ve ağırlık birimleri içeren çok hassas dengeler üzerine kurulmuş bir sistemdir. Etrafımızdaki bütün yeşil bitkilerde, bu işlemin gerçekleştiği kimya laboratuvarlarından trilyonlarcası kurulmuştur ve milyonlarca yıldır hiç durmadan ihtiyacımız olan oksijeni, besinleri ve enerjiyi üretmektedirler.

Yeşil bitkiler kendi yakıtlarını oluşturmak için karbondioksit, su ve güneş ışığı alırlar ve yalnızca Güneş’ten güç alarak kendi yiyeceklerini veya yakıtlarını yaparlar. Doğada bulunan bu eşsiz kimya laboratuvarını örnek alan bilim adamları laboratuvar ortamında aynı şeyi yapmak ve fotosentezi taklit edebilmek için çalışmalar yürütmektedirler. Son olarak oluşturulan yapay bitki yapraklarını kullanarak sıvı yakıt üretme üzerine çalışmaktadırlar. 

"Yapay fotosentez ile bitki proteinlerinin işlevini taklit etmeye çalışıyoruz."

Çoğu bitkinin yaprakları klorofil içerir. Güneş ışığını gördüğü anda bu yeşil pigment, su ve karbondioksiti kullanarak şeker ve oksijene dönüştürür. Indiana West Lafayette’deki Purdue Üniversitesi'nde biyofizikçi Yulia Pushkar, klorofildeki tek bir proteinin su moleküllerini nasıl parçaladığını şöyle açıklıyor:

“Yapay fotosentez ile bitki proteinlerinin işlevini taklit etmeye çalışıyoruz.”

Sudaki hidrojen ve oksijen atomlarını birbirine bağlayan bağlar kırıldığında ortaya enerji açığa çıkar. Fotosentezin geri kalanına güç veren ana faktör budur, sonuçta ise bir bitkinin büyümesini sağlayan şekerler oluşur. Araştırmacılar, dünya dostu ikame enerji kaynakları oluşturmak için çalışmalar yürütüyorlar. Bunların, arabalarda ve uçaklarda olduğu gibi ısıtma ihtiyacını gidermek veya motorlara güç sağlamak için kullanılacağı düşünülüyor.

İngiltere Cambridge Üniversitesi'ndeki araştırmacılar bu düşünceyi gerçekleştirmenin bir yolunu bulmuş görünüyorlar. Onların geliştirdiği yeni "yapay yaprak" karbondioksit ve sudan alkol yakıtları olan etanol ve propanol üretiyor. Motiar Rahaman, bu başarıyı, "Tek enerji kaynağı olarak güneş ışığını kullanarak" elde ettiklerini ifade ediyor. Önemli bir konuda öncü olan bilim adamı, bu alkolleri yakmanın enerji, su ve oksijen açığa çıkaracağını belirtiyor.

“Yeşil yakıtlar ile yeni bir 'yaprak' açmak”

Bilindiği gibi birçok farklı malzeme su moleküllerini parçalayabilir. Cambridge ekibinin yeni cihazı bunun için mineralleri kullanıyor. Onların "yaprakları" aslında perovskit denilen mineralden yapılmış bir güneş pilinden oluşuyor (Perovskit, oksit mineraller kategorisinde yer alan bir mineraldir. Kübik yapı özelliği göstermektedir ve en yaygın örneği kalsiyum titanattır (CaTiO3). Mühendisler tarafından geliştirilmeye oldukça açık bir mineraldir). Bu mineral ışığı emer ve elektronları serbest bırakır. Bu kısım, bakır ve paladyumdan yapılmış bir katalizöre bağlıdır. Karbondioksiti alkollü bir yakıta dönüştürür. Başka bir mineral olan bizmut vanadat da ışığı emer ve su moleküllerini parçalayarak oksijeni serbest bırakır. Bu elementler hep birlikte bir güneş yaprağı oluştururlar.

CO2 ile zenginleştirilmiş güneşli suda bu güneş yaprağı suyu ayrıştırma sürecini başlatır. Bu da, oksijeni serbest bırakır ve katalizör CO2'yi alkollü yakıtlara dönüştürür. 

Berkeley, California Üniversitesi'nden Peidong Yang da yapay yapraklar üzerinde çalışan bilim adamlarından biridir. Güneş’ten sıvı yakıt üretebilen bu yapay yaprak birçok övgü alsa da bilim adamları güneş yakıtı üretmenin daha verimli yollarının olduğunu ifade ediyorlar. 

Yang'ın ekibi ışığı emen mineraller kullanmak yerine bakterilerle çalışıyor. Bu yöntem, su moleküllerini oksijene, elektronlara ve protonlara ayırmak için güneş ışığını yakalıyor. Bakteriler daha sonra kimyasal asetatı verimli bir şekilde yapmak için CO2'i bu bileşenlerle birleştiriyorlar. Bu küçük yağ asidi daha sonra diğer yakıt türlerine dönüştürülebiliyor.

Polonya'daki Varşova Üniversitesi'nde biyokimyacı ve Solar Fuel Lab’i işleten Joanna Kargul, bakterilerle ortak yapılan bir çalışmayla yakıttan daha fazlasının elde edilebileceğini söylüyor Bu bakteri sistemleri hakkında "Plastikler, gübreler ve temelde şu anda fosil yakıtlara dayalı olarak kullandığımız her şeyi yapabiliriz" diyor. 

Skokie Illinois'de bulunan başka bir şirket olan Lanzatech de, yapay yaprak teknolojisini biraz daha farklı bir yönde büyüttü. Şirket, yakındaki fabrikalardan gelen karbondioksit kirliliğiyle beslenen bakterilerden jet yakıtı, plastik ve sentetik kumaşlar yapacak şekilde sistemi geliştirdi.

Atmosferdeki oksijen miktarının korunması için mükemmel bir denge mekanizması olan fotosentez işlemi yeryüzündeki canlı yaşamı için son derece hayati önemdedir. Yapılan bilimsel çalışmaların özeti aslında, fotosentezin sağladığı faydaların benzerlerini insanlığa kazandıracak detaylara ulaşabilmektir. Yeryüzündeki dengelerin devamlılığını sağlayan fotosentez mekanizması taklit edilerek yapılan buluşlar ile Allah’ın yaratmış olduğu sistemin her aşamasının hayret verici mucizelerle dolu olduğu anlaşılmaktadır. Bu ve benzeri mekanizmaların aşamalarını incelemek, Allah'ın sonsuz ilmine açılan birer kapı gibidir. 

Fotosentez mucizesi gibi iman hakikatleri insanın ruhunu güçlendirerek onun bütün manevi sıkıntılarını, hastalıklarını iyileştirir. Bediüzzaman’ın dediği gibi, “Bu zamanda en büyük vazife, imanı kurtarmak, başkalarının îmanına kuvvet verecek şekilde çalışmaktır”. Bizler de kısa kısa da olsa tüm canlıların ve evrenin hayranlık uyandıran özelliklerini anlatarak, bunlardaki mucizevi yönleri vurgulayarak imani anlamda bir güçlenmeye vesile olabiliriz. 

Ey insanlar, Allah'ın üzerinizdeki nimetini anın. Gökten ve yerden sizi rızıklandıran Allah'ın dışında bir başka yaratıcı var mı? O'ndan başka ilah yoktur. Öyleyse nasıl olur da çevriliyorsunuz? (Fatır Suresi, 3)

Kaynak : 

https://www.snexplores.org/article/solar-leaves-technology-green-fuel