Proses fotosintesis, dimana tanaman dan bakteri menggunakan sinar matahari untuk memproduksi makanan dan energi, di dalam sebuah daun buatan, dianggap dapat menghasilkan sebuah sumber energi yang besar, ujar para ilmuwan.
"Fotosintesis sayangnya tidak terlalu efisien," kata Anne Jones, seorang asisten profesor sekaligus ahli biokimia di Arizona State University, dalam pertemuan American Association for the Advancement of Science, di Vancouver pada akhir pekan kemarin.
"Kenyataannya, semua bahan bakar kita merupakan produk dari proses ini," katanya. Namun, efisiensi dari proses fotosintesis tersebut dapat ditingkatkan, untuk menaikkan hasil pangan atau produksi biofuel (bahan bakar hayati) yang berkelanjutan.
Konsumsi energi dunia diperkirakan akan melonjak sebesar 100 persen dalam kurun waktu 40 tahun kedepan. Diperkirakan persediaan minyak dan gas akan segera habis, seperti yang dinyatakan oleh para peneliti, yang sedang melakukan penelitian untuk memanfaatkan kekuatan dari fotosintesis, sebagai penyedia energi.
Para ilmuwan mengatakan bahwa, mengingat rendahnya efisiensi dari fotosintesis, maka energi yang akan dihasilkan oleh tanaman seperti gandum dan tebu hanya berkisar lima persen saja. Namun, jika efisiennya bisa ditingkatkan beberapa persen saja, maka tanaman tersebut akan menjadi potensi utama untuk memproduksi biofuel.
Jones mengatakan bahwa enzim yang melakukan katalisasi dalam fiksasi CO2, disebut Rubisco, yang kemudian mencapai titik jenuh, sehingga proses produksi karbohidrat melambat dan sebagian besar energi yang diserap akan diubah menjadi panas.
"Saat cuaca cerah, mesin molekuler pada tanaman akan memproduksi elektron lebih banyak daripada produksi karbohidrat yang dilakukan oleh Rubisco, sehingga akan ada banyak elektron yang dilepas," katanya.
Kondisi semacam itu dikatakan seperti yang terjadi pada sebuah pembangkit listrik yang tidak disambungkan dengan sistem distribusi (penyaluran), sehingga kelebihan energi itu akan dibuang begitu saja.
"Dalam proses fotosintesis semacam ini, nampak seperti hubungan listrik yang buruk," kata Jones.
Para ilmuwan ingin memanfaatkan kelebihan energi matahari, dengan mentransfer energi yang diserap dalam sebuah proses fotosintesis, melalui serat/kawat nano biologis, ke sebuah sel terpisah, yang kemudian akan digunakan untuk memproduksi bahan bakar.
Howard Griffiths, seorang profesor Cambridge bidang ekologi tumbuhan, berencana untuk meningkatkan efisiensi dari proses fotosintesi pada padi, dengan memanipulasi enzim Rubisco.
Proses ini sedikit mirip dengan sebuah motor mekanik, meskipun tidak semudah itu.
Alam sudah menyediakan beberapa tanaman, seperti tebu dan ganggang, yang mana kinerja dari enzim Rubisco lebih tinggi dari tanaman lain, berkat adanya mekanisme molekular yang disebut C-4.
Penelitian sel tersebut memungkinkan untuk dilakukan rekayasa genetik, kedalam tanaman padi, guna meningkatkan hasil panen. Pernyataan lain datang dari Richard Codgell, pimpinan Institute of Molecular Cell and Systems Biology, di Universitas Glasglow, Skotlandia. Penelitian yang dilakukan dengan menggunakan daun buatan akan langsung menghasilkan biofuel, dengan menggunakan karbon dioksida dan air. Biofuel tersebut akan menjadi terpene, yang “jika berada di kondisi yang benar, ia akan bertindak sebagai oktan," kata Cogdell.
"Kami jauh dari itu, tapi kami memiliki rancangannya, yang setidaknya bisa memudahkan para ilmuwan melanjutkan penelitian setengah jalan lagi, katanya.\
"Ini merupakan salah satu tantangan yang kita hadapi, saat minyak dan gas semakin menipis, kita perlu mengembangkan cara baru untuk memanfaatkan energi matahari menjadi bahan bakar. Kita memiliki kesempatan selama 30 hingga 50 tahun," kata Cogdell.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar