Det er tydeligt, at professor Christine McKenzie fra Syddansk Universitet er en ægte kemiker: Laboratoriet bugner af kulørte væsker og underligt glasudstyr. I det miljø bokser hun og hendes medarbejdere med at finde opskrifter på, hvordan man laver molekyler, der kan efterligne de enzymer, man ser i naturen.
Lurer fotosyntesen af
For eksempel dem, som står bag den reaktion, som vi ikke kunne leve foruden: Fotosyntesen, der foregår i alle verdens grønne planter, hvor kuldioxid og vand bliver omsat til sukkerstoffer og ilt. Den naturlige reaktion kan kun lade sig gøre, fordi bladene indeholder en lang række af enzymer, der kan katalysere reaktionen, og fordi bladene med deres pigmenter kan opsamle energi fra solen, som sætter reaktionerne i gang.
Hvis man ville kopiere fotosyntesen i laboratoriet, skulle man tro, at det nemmeste var at isolere enzymerne fra bladene og så kaste dem ned i et reagensglas. Men det er ifølge Christine McKenzie fuldstændig umuligt.
»Enzymerne fra fotosyntesen – er modsat dem, man f.eks. finder i vaskepulver – meget skrøbelige og har en kort levetid. Det har de også i deres naturlige miljø i bladet. For eksempel forsvinder de helt, når bladene går fra grønt til brun om efteråret. Så man skal tænke meget utraditionelt, hvis man vil kopiere den fantastiske reaktion i laboratoriet,« siger Christine McKenzie.
Laver kunstig fotosyntese
Og det har hun og hendes forskerkolleger så valgt at gøre. De prøver med ren kemi at skabe molekyler, der efterligner enzymernes evne til at katalysere reaktioner. Om det rent fysisk kommer til at ligne det naturlige enzym, er lige meget.
»Selvom naturen er fantastisk indrettet, så er det ikke altid, at naturen har fundet den bedste løsning. Men når det drejer sig om at lave energi, er der ikke nogen, der kan hamle op med naturen. Det prøver vi syntesekemikere at lave om på,« siger Christine McKenzie.
Omdrejningspunktet i deres syntesearbejde er metaller og i dette tilfælde mangan. Og det er ikke tilfældigt, for det er også mangan, der hjælper de naturlige enzymer til at virke, som de skal.
Arbejdet har båret frugt:
»Ved at blande, koge, ekstrahere og krystalisere er det lykkedes os at lave et molekyle, der kan spalte vand til ilt, brintioner og elektroner. Ligesom det sker under fotosyntesen i de grønne blade,« siger Christine McKenzie
Skridt på vejen til brintsamfund
Men dermed ikke sagt, at arbejdet er bragt til ende. For hensigten bag arbejdet er ikke blot at få brintioner, men derimod stoffet brint, som kan bruges som en meget ren brændstofkilde.
»Vores ønske er, at vi kan få brintionerne og elektronerne til at reagere med hinanden og danne brint. Så vil vi nemlig stå med en super, ren energikilde, der er lavet ud fra vand alene. Det kan ikke blive renere, og det eneste spildprodukt er ilt. Og det kan vi da godt leve med,« siger Christine McKenzie med et smil.
Lukker solen ind i laboratoriet
For at nå det forkromede mål, vil forskerne så at sige lukke solen ind i laboratoriet.
»I bladene er det sollys, der sparker fotosyntesen i gang. Vi vil nu prøve at erstatte en del af kemikalierne i vores reagensglasblanding med syntetiske molekyler, som skal fange solens energi – ligesom klorofyl i planter. På den måde håber vi, at vi kan få energi nok til at drive vores reaktion. Måske er det måden til at få brint ud af reaktionen,« siger Christine McKenzie.
Vil køle jorden ned igen
Hvis det lykkes, er drømmescenariet hos Christine McKenzie at udstyre alle verdens tage med en beholder fyldt med vand og en helt ny type af solcelle, som indeholder de hjemmelavede molekyler.
Når vand flyder igennem solcellen, skal vandspaltningen sparkes i gang af solen. Brinten skal så bruges til at drive husets elektriske apparater, varmeapparater og aircondition, og det der ikke bliver brugt, skal opsamles i en beholder for senere brug om natten og om vinteren. Mindre systemer kunne sættes på biler.
»Det er det ideelle billede på fremtidens brintsamfund. Ad den vej kan vi gøre os uafhængige af fossile brændstoffer og biobrændsel og på den måde undgå den massive udledning af CO2 og nøjes med at bruge planter som fødevarer. I mine øjne ville det være løsningen på det hele, og vores vej til at køle jorden ned igen,« siger Christine McKenzie.
Christine McKenzie har netop modtaget Fyens Stiftstidendens Forskerpris 2008. Prisen går på de fynske kanter under navnet ‘Den fynske nobelpris’. Med prisen fulgte en check på 15.000 kr.
»Når vores kilder til kul er udtømte, så skal vi opvarme og varme os selv med vand. Vand vil blive fremtidens kul« – The Mysterious Island, Jules Verne 1874
