Artificial photosynthesis
مصنوعی فوٹو سنتھیسز ایک کیمیائی عمل ہے جو سورج کی روشنی، پانی اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کو کاربوہائیڈریٹ اور آکسیجن میں تبدیل کرنے کے لیے فوٹو سنتھیسز کے قدرتی عمل کو بائیومیکس کرتا ہے۔ مصنوعی فوٹو سنتھیسز کی اصطلاح عام طور پر کسی ایندھن (شمسی ایندھن) کے کیمیائی بندھن میں سورج کی روشنی سے توانائی کو پکڑنے اور ذخیرہ کرنے کے لیے کسی بھی اسکیم کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ فوٹو کیٹالیٹک پانی کی تقسیم پانی کو ہائیڈروجن اور آکسیجن میں تبدیل کرتی ہے اور یہ مصنوعی فوٹو سنتھیسز کا ایک اہم تحقیقی موضوع ہے۔ روشنی سے چلنے والی کاربن ڈائی آکسائیڈ میں کمی ایک اور عمل ہے جس کا مطالعہ کیا جاتا ہے جو قدرتی کاربن فکسشن کی نقل کرتا ہے۔ اس موضوع پر تحقیق میں شمسی ایندھن کی براہ راست پیداوار کے لیے آلات کا ڈیزائن اور اسمبلی، فوٹو الیکٹرو کیمسٹری اور ایندھن کے خلیوں میں اس کا اطلاق، اور سورج کی روشنی سے مائکروبیل بائیو فیول اور بائیو ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے انزائمز اور فوٹو آٹوٹروفک مائکروجنزموں کی انجینئرنگ شامل ہے۔ جائزہ فوٹو سنتھیٹک رد عمل کو آکسیکرن اور تخفیف کے دو نصف رد عمل میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، یہ دونوں ایندھن پیدا کرنے کے لیے ضروری ہیں۔ پودوں کی فوٹو سنتھیسز میں، پانی کے مالیکیولز کو آکسیجن اور پروٹون جاری کرنے کے لیے فوٹو آکسائڈائز کیا جاتا ہے۔ پودوں کی فوٹو سنتھیسز کا دوسرا مرحلہ (جسے کیلون-بینسن سائیکل بھی کہا جاتا ہے) ایک ہلکا آزاد رد عمل ہے جو کاربن ڈائی آکسائیڈ کو گلوکوز (ایندھن) میں تبدیل کرتا ہے۔ مصنوعی فوٹو سنتھیسز کے محققین فوٹو کیٹالسٹس تیار کر رہے ہیں جو ان دونوں رد عمل کو انجام دینے کے قابل ہیں۔ مزید برآں، پانی کی تقسیم کے نتیجے میں پیدا ہونے والے پروٹون کو ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ان اتپریرک کو تیزی سے رد عمل ظاہر کرنے اور واقع شمسی فوٹونوں کا ایک بڑا حصہ جذب کرنے کے قابل ہونا چاہیے۔ جبکہ فوٹو وولٹک براہ راست سورج کی روشنی سے توانائی فراہم کر سکتے ہیں، فوٹو وولٹک بجلی (بالواسطہ عمل) سے ایندھن کی پیداوار کی نااہلی اور یہ حقیقت کہ دن بھر دھوپ مستقل نہیں رہتی اس کے استعمال کی ایک حد مقرر کرتی ہے۔ قدرتی فوٹو سنتھیسز کو استعمال کرنے کا ایک طریقہ بائیو فیول کی تیاری کے لیے ہے، جو ایک بالواسطہ عمل ہے جو کم توانائی کے تبادلے کی کارکردگی (سورج کی روشنی کو بائیو ماس میں تبدیل کرنے میں فوٹو سنتھیسز کی اپنی کم کارکردگی کی وجہ سے)، کٹائی اور ایندھن کی نقل و حمل کی لاگت، اور خوراک کی پیداوار کے لیے زمین کی بڑھتی ہوئی ضرورت کی وجہ سے تنازعات کا شکار ہے۔ مصنوعی فوٹو سنتھیسز کا مقصد سورج کی روشنی سے ایسا ایندھن تیار کرنا ہے جسے آسانی سے ذخیرہ کیا جا سکے اور سورج کی روشنی دستیاب نہ ہونے پر براہ راست عمل یعنی شمسی ایندھن تیار کرنے کے ذریعے استعمال کیا جا سکے۔ فوٹو سنتھیسز کے بڑے حصوں کو دوبارہ پیدا کرنے کے قابل اتپریرک کی ترقی کے ساتھ، صاف توانائی پیدا کرنے کے لیے درکار واحد ان پٹ بالآخر پانی، کاربن ڈائی آکسائیڈ اور سورج کی روشنی ہوگی۔ واحد ضمنی پیداوار آکسیجن ہوگی، اور شمسی ایندھن کی پیداوار پٹرول سے سستی ہونے کی صلاحیت رکھتی ہے۔ صاف اور سستی توانائی کی فراہمی کے لیے ایک عمل شمسی روشنی کے تحت فوٹو کیٹالیٹک پانی کی تقسیم کی ترقی ہے۔ پائیدار ہائیڈروجن کی پیداوار کا یہ طریقہ متبادل توانائی کے نظام کی ترقی کے لیے ایک بڑا مقصد ہے۔ یہ بھی پیش گوئی کی گئی ہے کہ یہ پانی سے ہائیڈروجن حاصل کرنے کے سب سے زیادہ موثر طریقوں میں سے ایک ہے۔ فوٹو سیمی کنڈکٹر اتپریرک کی مدد سے پانی کو تقسیم کرنے کے عمل کے ذریعے شمسی توانائی کو ہائیڈروجن میں تبدیل کرنا ترقی کی سب سے زیادہ امید افزا ٹیکنالوجیز میں سے ایک ہے۔ اس عمل میں ماحولیاتی طور پر مستحکم طریقے سے بڑی مقدار میں ہائیڈروجن پیدا کرنے کی صلاحیت ہے۔ ماحول کے حالات میں شمسی توانائی کو صاف ایندھن (H2) میں تبدیل کرنا اکیسویں صدی میں سائنسدانوں کو درپیش سب سے بڑے چیلنجوں میں سے ایک ہے۔ ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے شمسی ایندھن کے خلیوں کی تعمیر کے لیے عام طور پر دو طریقے تسلیم کیے جاتے ہیں: ایک یکساں نظام وہ ہے جس میں اتپریرک کو الگ نہیں کیا جاتا ہے، یعنی اجزاء ایک ہی ڈبے میں موجود ہوتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ہائیڈروجن اور آکسیجن ایک ہی مقام پر پیدا ہوتے ہیں۔ یہ ایک خرابی ہو سکتی ہے، کیونکہ وہ ایک دھماکہ خیز مرکب بناتے ہیں، جس سے گیس کی مصنوعات کو الگ کرنے کا مطالبہ ہوتا ہے۔ نیز، تمام اجزاء کو تقریبا ایک جیسے حالات میں فعال ہونا چاہیے (مثال کے طور پر، پی ایچ)۔ ایک متفرق نظام میں دو الگ الگ الیکٹروڈ ہوتے ہیں، ایک انوڈ اور ایک کیتھوڈ، جو آکسیجن اور ہائیڈروجن کی پیداوار کو الگ کرنا ممکن بناتا ہے۔ مزید برآں، مختلف اجزاء کو لازمی طور پر ایک ہی حالات میں کام کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ تاہم، ان نظاموں کی بڑھتی ہوئی پیچیدگی انہیں تیار کرنا مشکل اور زیادہ مہنگا بناتی ہے۔ مصنوعی فوٹو سنتھیسز کے اندر تحقیق کا ایک اور شعبہ شمسی ایندھن کی پیداوار کے لیے فوٹو سنتھیٹک مائکروجنزموں، یعنی گرین مائیکرو ایلگی اور سائانوبیکٹیریا کا انتخاب اور ہیرا پھیری ہے۔ بہت سے تناؤ قدرتی طور پر ہائیڈروجن پیدا کرنے کے قابل ہیں، اور سائنس دان ان کو بہتر بنانے کے لیے کام کر رہے ہیں۔ طحالب کے حیاتیاتی ایندھن جیسے بیوٹینول اور میتھانول لیبارٹری اور تجارتی پیمانے دونوں پر تیار کیے جاتے ہیں۔ اس طریقہ کار کو مصنوعی حیاتیات کی ترقی سے فائدہ ہوا ہے، جسے جے کریگ وینٹر انسٹی ٹیوٹ بھی بائیو فیول کی پیداوار کے قابل مصنوعی جاندار تیار کرنے کے لیے تلاش کر رہا ہے۔ 2017 میں، "سائبرگ بیکٹیریا" کا استعمال کرتے ہوئے کاربن ڈائی آکسائیڈ سے ایسیٹک ایسڈ تیار کرنے کے لیے ایک موثر عمل تیار کیا گیا تھا۔ مصنوعی فوٹو سنتھیسز کی پہلی پیش گوئی اطالوی کیمسٹ گیاکومو سیامیشین نے 1912 کے دوران کی تھی۔ ایک لیکچر میں جو بعد میں سائنس میں شائع ہوا اس میں انہوں نے جیواشم ایندھن کے استعمال سے سورج کی طرف سے فراہم کردہ تابکار توانائی میں تبدیلی کی تجویز پیش کی اور تکنیکی فوٹو کیمسٹری آلات کے ذریعے قبضہ کیا۔ اس تبدیلی میں انہوں نے یورپ کے امیر شمالی اور غریب جنوبی کے درمیان فرق کو کم کرنے کا امکان دیکھا اور اندازہ لگایا کہ کوئلے سے شمسی توانائی کی طرف یہ تبدیلی "ترقی اور انسانی خوشی کے لیے نقصان دہ نہیں ہوگی"۔ 1960 کی دہائی کے آخر میں، اکیرا فوجیشیما نے ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ کی فوٹو کیٹالیٹک خصوصیات دریافت کیں، نام نہاد ہونڈا-فوجیشیما اثر، جسے ہائیڈرولیسس کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ون پیس ملٹی جنکشن سیمی کنڈکٹر ڈیوائس (بمقابلہ ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ سیمی کنڈکٹرز کے ساتھ یو وی لائٹ) کے ساتھ نظر آنے والے ہلکے پانی کی تقسیم کا پہلی بار 1983 کے دوران ولیم ایرس نے انرجی کنورژن ڈیوائسز میں مظاہرہ کیا اور پیٹنٹ کرایا۔ اس گروپ نے ہائیڈروجن اور آکسیجن میں پانی کے فوٹولیسس کا مظاہرہ کیا، جسے اب "مصنوعی پتی" کہا جاتا ہے جس کی کم قیمت، پتلی فلم بے ساختہ سلکان ملٹی جنکشن شیٹ براہ راست پانی میں ڈوبی ہوئی ہے۔ ہائیڈروجن سامنے کی بے ساختہ سلکان کی سطح پر تیار ہوا جسے مختلف اتپریرک سے سجایا گیا ہے جبکہ آکسیجن پیچھے کی طرف دھات کے سبسٹریٹ سے تیار ہوئی جس نے مخلوط ہائیڈروجن/آکسیجن گیس کے ارتقاء کے خطرے کو بھی ختم کیا۔ ڈوبے ہوئے آلے کے اوپر ایک پولیمر جھلی نے پروٹون کی نقل و حمل کے لیے ایک راستہ فراہم کیا۔ نظر آنے والی روشنی کے ساتھ ملٹی جنکشن پتلی فلم ڈیوائس سے دستیاب اعلی فوٹو وولٹیج یو وی یا دیگر سنگل جنکشن سیمی کنڈکٹر فوٹو الیکٹروڈز کے ساتھ پچھلی فوٹولیسس کی کوششوں کے مقابلے میں ایک بڑی پیش رفت تھی۔ گروپ کے پیٹنٹ میں بے ساختہ سلکان کے علاوہ کئی دیگر سیمی کنڈکٹر ملٹی جنکشن کمپوزیشن کی بھی فہرست دی گئی ہے۔ مصنوعی فوٹو سنتھیسز کے لیے سویڈش کنسورشیم، اپنی نوعیت کا پہلا، 1994 کے دوران تین مختلف یونیورسٹیوں، لنڈ، اپسالا اور اسٹاک ہوم کے گروپوں کے درمیان تعاون کے طور پر قائم کیا گیا تھا، جو اس وقت لنڈ اور اپسالا میں اینگسٹروم لیبارٹریز کے ارد گرد سرگرم ہے۔ یہ کنسورشیم قدرتی فوٹو سنتھیسز سے سیکھنے اور اس علم کو بائیومیمیٹک سسٹمز میں لاگو کرنے پر توجہ مرکوز کرنے کے لیے ایک کثیر شعبہ جاتی نقطہ نظر کے ساتھ بنایا گیا تھا۔ 21 ویں صدی کے آغاز میں مصنوعی فوٹو سنتھیسز کی تحقیق میں تیزی آ رہی ہے۔ 2000 کے دوران، کامن ویلتھ سائنٹیفک اینڈ انڈسٹریل ریسرچ آرگنائزیشن (سی ایس آئی آر او) کے محققین نے کاربن ڈائی آکسائیڈ کی گرفت اور ہائیڈرو کاربن میں اس کی تبدیلی پر زور دینے کے اپنے ارادے کو عام کیا۔ 2003 میں، بروک ہیوین نیشنل لیبارٹری نے کاربن ڈائی آکسائیڈ میں کمی (کاربن ڈائی آکسائیڈ میں کمی کا سب سے آسان ممکنہ رد عمل) کے ایک اہم درمیانی حصے کی دریافت کا اعلان کیا، جس کے نتیجے میں بہتر اتپریرک بن سکتے ہیں۔ پانی کو تقسیم کرنے والے اتپریرک کے لیے مصنوعی نظام کے نقصانات میں سے ایک نایاب، مہنگے عناصر، جیسے روتھینیم یا رینیم پر ان کا عمومی انحصار ہے۔ 2008 کے دوران، ریاستہائے متحدہ کے ایئر فورس آفس آف سائنٹفک ریسرچ کی مالی اعانت سے، ایم آئی ٹی کیمسٹ اور سولر ریوولوشن پروجیکٹ کے ڈائریکٹر ڈینیل جی نوسیرا اور پوسٹ ڈاکٹریٹ فیلو میتھیو کنن نے سستے اور زیادہ وافر عناصر کوبالٹ اور فاسفیٹ پر مشتمل ایک اتپریرک کا استعمال کرکے اس مسئلے کو روکنے کی کوشش کی۔ اتپریرک سورج کی روشنی کا استعمال کرتے ہوئے پانی کو آکسیجن اور پروٹون میں تقسیم کرنے کے قابل تھا، اور ممکنہ طور پر ہائیڈروجن گیس پیدا کرنے والے اتپریرک جیسے پلاٹینم کے ساتھ جوڑا جا سکتا تھا۔ مزید برآں، جب کہ اتپریرک اتپریرک کے دوران ٹوٹ جاتا ہے، یہ خود مرمت کر سکتا ہے۔ اس تجرباتی اتپریرک کے ڈیزائن کو بہت سے محققین نے ایک بڑی بہتری سمجھا۔ جبکہ کاربن ڈائی آکسائیڈ کا بنیادی تخفیف پروڈکٹ کاربن ڈائی آکسائیڈ ہے، زیادہ پیچیدہ کاربن مرکبات عام طور پر مطلوب ہوتے ہیں۔ 2008 کے دوران، اینڈریو بی بوکارسلی نے ایک انتہائی موثر فوٹو کیمیکل سیل میں شمسی توانائی کا استعمال کرتے ہوئے کاربن ڈائی آکسائیڈ اور پانی کو میتھانول میں براہ راست تبدیل کرنے کی اطلاع دی۔ اگرچہ نوسیرا اور ساتھی کارکنوں نے پانی کو آکسیجن اور پروٹون میں تقسیم کرنے کا کام مکمل کر لیا تھا، لیکن ہائیڈروجن پیدا کرنے کے لیے روشنی سے چلنے والا عمل مطلوب ہے۔ 2009 کے دوران، لیبنز انسٹی ٹیوٹ برائے اتپریرک نے بتایا کہ سستے آئرن کاربونل کمپلیکس ایسا کرنے کے قابل ہیں۔ اسی سال کے دوران، یونیورسٹی آف ایسٹ اینگلیا کے محققین نے 60 فیصد کارکردگی کے ساتھ فوٹو الیکٹرو کیمیکل ہائیڈروجن کی پیداوار حاصل کرنے کے لیے آئرن کاربونل مرکبات کا بھی استعمال کیا، اس بار انڈیم فاسفائیڈ کی تہوں سے ڈھکے سونے کے الیکٹروڈ کا استعمال کرتے ہوئے جس سے آئرن کمپلیکس جڑے ہوئے تھے۔ ان دونوں عملوں میں سالماتی نقطہ نظر کا استعمال کیا گیا، جہاں مجرد نینو پارٹیکلز اتپریرک کے لیے ذمہ دار ہوتے ہیں۔ 2009 کے دوران، ایف ڈیل ویلے اور کے ڈومین نے فوٹو کیٹالسٹس کا استعمال کرتے ہوئے بند ماحول میں تھرمل ٹریٹمنٹ کا اثر دکھایا۔ ٹھوس محلول سورج کی روشنی کی تابکاری کے تحت پانی کے تقسیم سے ہائیڈروجن کی پیداوار میں اعلی سرگرمی کی اطلاع دیتا ہے۔ 2010 کے دوران یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، سانتا کروز کے محققین کی طرف سے ایک مخلوط متنوع/سالماتی نقطہ نظر، جس میں نائٹروجن ڈوپڈ اور کیڈیمیم سیلینائڈ کوانٹم ڈاٹس-حساس ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ نینو پارٹیکلز اور نانووائر دونوں کا استعمال کرتے ہوئے، فوٹو پروڈیوس شدہ ہائیڈروجن بھی حاصل ہوا۔ مصنوعی فوٹو سنتھیسز کئی سالوں تک ایک تعلیمی شعبہ رہا۔ تاہم، 2009 کے آغاز میں، متسوبشی کیمیکل ہولڈنگز کے بارے میں بتایا گیا تھا کہ وہ سورج کی روشنی، پانی اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کا استعمال کرتے ہوئے اپنی مصنوعی فوٹو سنتھیسز کی تحقیق تیار کر رہی ہے تاکہ "کاربن بلڈنگ بلاکس بنائے جا سکیں جن سے رال، پلاسٹک اور ریشوں کی ترکیب کی جا سکے۔" اس کی تصدیق اس سال کے آخر میں کائیٹیکی انسٹی ٹیوٹ کے قیام کے ساتھ ہوئی، جس میں مصنوعی فوٹو سنتھیسز کے ذریعے کاربن ڈائی آکسائیڈ میں کمی کو ایک اہم مقصد قرار دیا گیا۔ 2010 کے دوران، ریاستہائے متحدہ کے محکمہ توانائی نے اپنے انرجی انوویشن ہبس میں سے ایک کے طور پر، مصنوعی فوٹو سنتھیسز کا مشترکہ مرکز قائم کیا۔ جے سی اے پی کا مشن صرف سورج کی روشنی، پانی اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کو ان پٹ کے طور پر استعمال کرتے ہوئے ایندھن تیار کرنے کے لیے ایک کم لاگت والا طریقہ تلاش کرنا ہے۔ جے سی اے پی کا انتظام کیلیفورنیا انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (کیلٹیک) کی ایک ٹیم کرتی ہے، جس کی ہدایت کاری پروفیسر ناتھن لیوس کرتے ہیں اور یہ کیلٹیک اور اس کے مرکزی شراکت دار، لارنس برکلے نیشنل لیبارٹری کے 120 سے زیادہ سائنسدانوں اور انجینئروں کو اکٹھا کرتا ہے۔ جے سی اے پی اسٹینفورڈ یونیورسٹی، برکلے میں یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، یو سی ایس بی، یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، ارون، اور سان ڈیاگو میں یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، اور اسٹینفورڈ لکیری ایکسلریٹر کے کلیدی شراکت داروں کی مہارت اور صلاحیتوں پر بھی توجہ مرکوز کرتا ہے۔ مزید برآں، جے سی اے پی پورے امریکہ میں دیگر شمسی ایندھن کی تحقیقی ٹیموں کے لیے ایک مرکزی مرکز کے طور پر کام کرتا ہے، جس میں 20 ڈی او ای انرجی فرنٹیئر ریسرچ سینٹر شامل ہیں۔ اس پروگرام کا پانچ سالوں میں 122 ملین ڈالر کا بجٹ تھا، جو کانگریس کی تخصیص سے مشروط تھا۔ نیز 2010 کے دوران، سنسناٹی یونیورسٹی میں پروفیسر ڈیوڈ وینڈل کی ہدایت پر ایک ٹیم نے جھاگ ہاؤسنگ میں معطل انزائموں پر مشتمل مصنوعی تعمیر میں فوٹو سنتھیسز کا کامیابی سے مظاہرہ کیا۔ 2011 کے دوران، ڈینیل نوسیرا اور ان کی تحقیقی ٹیم نے پہلا عملی مصنوعی پتی بنانے کا اعلان کیا۔ امریکن کیمیکل سوسائٹی کے 241 ویں قومی اجلاس میں ایک تقریر میں، نوسیرا نے پوکر کارڈ کے سائز کے ایک جدید شمسی سیل کو بیان کیا جو پانی کو آکسیجن اور ہائیڈروجن میں تقسیم کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے، جو قدرتی فوٹو سنتھیسز سے تقریبا دس گنا زیادہ موثر ہے۔ خلیہ زیادہ تر سستے مواد سے بنا ہوتا ہے جو وسیع پیمانے پر دستیاب ہوتے ہیں، سادہ حالات میں کام کرتے ہیں، اور پچھلے اتپریرک کے مقابلے میں استحکام میں اضافہ ظاہر کرتے ہیں: لیبارٹری کے مطالعے میں، مصنفین نے مظاہرہ کیا کہ ایک مصنوعی پتی کا پروٹو ٹائپ سرگرمی میں کمی کے بغیر کم از کم پینتالیس گھنٹے تک مسلسل کام کر سکتا ہے۔ مئی 2012 میں، نوسیرا کی تحقیق پر مبنی اسٹارٹ اپ، سن کیٹالیٹیکس نے کہا کہ وہ پروٹو ٹائپ کو بڑھا نہیں رہا ہے کیونکہ یہ آلہ سورج کی روشنی سے ہائیڈروجن بنانے کے دیگر طریقوں کے مقابلے میں کچھ بچت پیش کرتا ہے۔ اس شعبے کے سرکردہ ماہرین نے مشترکہ توانائی کی حفاظت اور آب و ہوا کی تبدیلی کے حل کے طور پر مصنوعی فوٹو سنتھیسز پر عالمی منصوبے کی تجویز کی حمایت کی ہے۔ اس موضوع پر کانفرنس 2011 کے دوران لارڈ ہو آئلینڈ میں، 2014 میں برطانیہ کے چیچلی ہال میں اور 2016 کے دوران کینبرا اور لارڈ ہو آئلینڈ میں منعقد ہوئی ہیں۔ موجودہ تحقیق توانائی کے لحاظ سے، قدرتی فوٹو سنتھیسز کو تین مراحل میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: بیکٹیریا اور پودوں میں روشنی کی کٹائی کرنے والے کمپلیکس فوٹونوں کو پکڑتے ہیں اور انہیں الیکٹرانوں میں منتقل کرتے ہیں، انہیں فوٹو سنتھیٹک چین میں انجیکشن دیتے ہیں۔ فوٹو سنتھیٹک سلسلہ کے کئی کوفیکٹرز کے ساتھ پروٹون سے جڑے الیکٹران کی منتقلی، مقامی، مقامی چارج کی علیحدگی کا سبب بنتی ہے۔ ریڈوکس اتپریرک، جو پانی کو ڈائی آکسائیجن اور پروٹون میں آکسائڈائز کرنے کے لیے مذکورہ بالا منتقل شدہ الیکٹرانوں کا استعمال کرتا ہے۔ ان پروٹونوں کو کچھ انواع میں ڈائی ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ بائیومیمیٹک طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے، مصنوعی فوٹو سنتھیسز ایک ہی قسم کے عمل کو انجام دینے والے نظام کی تعمیر کی کوشش کرتی ہے۔ مثالی طور پر، ایک ٹرائیڈ اسمبلی ایک اتپریرک کے ساتھ پانی کو آکسائڈائز کر سکتی ہے، دوسرے کے ساتھ پروٹون کو کم کر سکتی ہے اور پورے نظام کو طاقت دینے کے لیے فوٹوسنٹائزر انو رکھ سکتی ہے۔ سب سے آسان ڈیزائنوں میں سے ایک یہ ہے کہ فوٹوسنٹائزر کو پانی کے آکسیکرن اتپریرک اور ہائیڈروجن کے ارتقا پذیر اتپریرک کے درمیان مل کر جوڑا جاتا ہے: فوٹوسنٹائزر روشنی سے ٹکرانے پر الیکٹرانوں کو ہائیڈروجن اتپریرک میں منتقل کرتا ہے، اور اس عمل میں آکسیڈائز ہوجاتا ہے۔ یہ پانی کو تقسیم کرنے والے اتپریرک کو فوٹوسنٹائزر کو الیکٹرانوں کا عطیہ کرنے کے لیے چلاتا ہے۔ ٹرائیڈ اسمبلی میں، اس طرح کے اتپریرک کو اکثر ڈونر کہا جاتا ہے۔ آکسیڈائزڈ ڈونر پانی کی آکسیکرن انجام دینے کے قابل ہوتا ہے۔ ٹرائڈ کی حالت جس میں ایک اتپریرک ایک سرے پر آکسائڈائز ہوتا ہے اور دوسرا ٹرائڈ کے دوسرے سرے پر کم ہوتا ہے اسے چارج علیحدگی کہا جاتا ہے، اور یہ مزید الیکٹران کی منتقلی کے لیے ایک محرک قوت ہے، اور اس کے نتیجے میں اتپریرک ہوتا ہے۔ مختلف اجزاء کو متنوع طریقوں سے جمع کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ سپرمولیکولر کمپلیکس، کمپارٹمنٹلائزڈ سیل، یا لکیری طور پر، کوولینٹی سے منسلک مالیکیول۔ پانی، کاربن ڈائی آکسائیڈ، اور سورج کی روشنی کو کاربوہائیڈریٹ یا ہائیڈروجن میں تبدیل کرنے والے اتپریرک کی تلاش میں تحقیق ایک موجودہ، فعال میدان ہے۔ قدرتی آکسیجن تیار کرنے والے کمپلیکس (او ای سی) کا مطالعہ کرکے، محققین نے اس کے کام کی نقل کرنے کے لیے "بلیو ڈائمر" جیسے اتپریرک تیار کیے ہیں۔ تاہم، یہ اتپریرک اب بھی غیر موثر ہیں۔ فوٹو الیکٹرو کیمیکل خلیات جو کاربن ڈائی آکسائیڈ کو کاربن مونو آکسائیڈ (سی او)، فارمک ایسڈ (ایچ سی او او ایچ) اور میتھانول (سی ایچ 3 او ایچ) میں کم کرتے ہیں، زیر ترقی ہیں۔ قدرتی فوٹو سنتھیسز کی طرح، اس طرح کے مصنوعی پتے پانی کی مجموعی تقسیم یا کاربن ڈائی آکسائیڈ میں کمی کے لیے روشنی جذب کرنے والوں کا استعمال کر سکتے ہیں۔ ان مربوط نظاموں کو ہلکے وزن، لچکدار سبسٹریٹس پر جمع کیا جا سکتا ہے، جس کے نتیجے میں کمل کے پتوں سے مشابہت رکھنے والے تیرتے ہوئے آلات بنتے ہیں۔ قابل تجدید توانائی کی پیداوار کے لیے طحالب سے فائکوبلائٹ پروٹین تیار کیے جا رہے ہیں۔ ہائیڈروجن اتپریرک ترکیب کرنے کے لیے سب سے آسان شمسی ایندھن ہے، کیونکہ اس میں صرف دو الیکٹرانوں کو دو پروٹانوں میں منتقل کرنا شامل ہے۔ تاہم، یہ مرحلہ وار کیا جانا چاہیے، ایک انٹرمیڈیٹ ہائیڈرائڈ آئن کی تشکیل کے ساتھ: 2 e − + 2 H + + H − H2 فطرت میں موجود پروٹون سے ہائیڈروجن میں تبدیل ہونے والے اتپریرک ہائیڈروجنس ہیں۔ یہ ایسے انزائم ہیں جو یا تو پروٹان کو سالماتی ہائیڈروجن میں تبدیل کر سکتے ہیں یا ہائیڈروجن کو پروٹان اور الیکٹرانوں میں آکسائڈائز کر سکتے ہیں۔ کئی دہائیوں پر محیط سپیکٹروسکوپک اور کرسٹلگرافک مطالعات کے نتیجے میں ہائیڈروجنز اتپریرک کی ساخت اور طریقہ کار دونوں کی اچھی سمجھ پیدا ہوئی ہے۔ اس معلومات کا استعمال کرتے ہوئے، نکل-آئرن اور آئرن-آئرن ہائیڈروجنس دونوں کے فعال مقام کی ساخت کی نقل کرنے والے کئی مالیکیولز کی ترکیب کی گئی ہے۔ دیگر اتپریرک ہائیڈروجنز کی ساختی نقالی نہیں بلکہ فعال ہوتے ہیں۔ ترکیب شدہ اتپریرک میں ساختی ایچ-کلسٹر ماڈل، ایک ڈیروڈیم فوٹو کیٹالسٹ، اور کوبالٹ اتپریرک شامل ہیں۔ پانی کو آکسائڈائز کرنے والے اتپریرک پانی کی آکسیکرن پروٹون کی کمی سے زیادہ پیچیدہ کیمیائی رد عمل ہے۔ فطرت میں، آکسیجن تیار کرنے والا کمپلیکس فوٹو سسٹم II (پی ایس II) کے اندر مینگنیج-کیلشیم کلسٹر میں مساوی (الیکٹرانوں) کو کم کرکے یہ رد عمل انجام دیتا ہے، پھر انہیں پانی کے مالیکیولز تک پہنچاتا ہے، جس کے نتیجے میں سالماتی آکسیجن اور پروٹون کی پیداوار ہوتی ہے: 2 H2O → O2 + 4 H + + 4e-اتپریرک (قدرتی یا مصنوعی) کے بغیر، یہ رد عمل بہت زیادہ اینڈوتھرمک ہوتا ہے، جس کے لیے اعلی درجہ حرارت (کم از کم 2500 K) کی ضرورت ہوتی ہے۔ آکسیجن تیار کرنے والے کمپلیکس کی صحیح ساخت کا تجرباتی طور پر تعین کرنا مشکل رہا ہے۔ 2011 تک، سب سے زیادہ تفصیلی ماڈل فوٹو سسٹم II کے 1.9 Å ریزولوشن کرسٹل ڈھانچے سے تھا۔ کمپلیکس ایک کلسٹر ہے جس میں چار مینگنیج اور ایک کیلشیم آئن ہوتے ہیں، لیکن کلسٹر کے اندر پانی کے آکسیکرن کا صحیح مقام اور طریقہ کار معلوم نہیں ہے۔ اس کے باوجود، حیاتیاتی طور پر متاثر مینگنیج اور مینگنیج کیلشیم کمپلیکس کی ترکیب کی گئی ہے، جیسے [Mn4O4] کیوبین قسم کے کلسٹر، جن میں سے کچھ اتپریرک سرگرمی کے ساتھ ہیں۔ کچھ روتھینیئم کمپلیکس، جیسے کہ ڈائنوکلیئر μ-آکسو-برجڈ "بلیو ڈائمر" (ترکیب شدہ اپنی نوعیت کا پہلا)، روشنی سے چلنے والے پانی کے آکسیکرن کی صلاحیت رکھتے ہیں، جس کی بدولت وہ اعلی ویلینس اسٹیٹس تشکیل دے سکتے ہیں۔ اس صورت میں، روتھینیم کمپلیکس فوٹوسنٹائزر اور اتپریرک دونوں کے طور پر کام کرتا ہے۔ یہ کمپلیکس اور دیگر سالماتی اتپریرک اب بھی میدان میں محققین کو اپنی طرف متوجہ کرتے ہیں، جن کے مختلف فوائد ہیں جیسے کہ واضح ڈھانچہ، فعال مقام، اور طریقہ کار کا مطالعہ کرنا آسان ہے۔ قابو پانے کے لیے اہم چیلنجوں میں سے ایک ان کا قلیل مدتی استحکام اور مصنوعی فوٹو سنتھیسز آلات میں ایپلی کیشنز کے لیے ان کا موثر ہیٹروجینائزیشن ہے۔ بہت سے دھاتی آکسائڈوں میں پانی کے آکسیکرن کی اتپریرک سرگرمی پائی گئی ہے، بشمول روتھینیئم (IV) آکسائڈ (آر یو او 2)، اریڈیم (IV) آکسائڈ (آئی آر او 2)، کوبالٹ آکسائڈ (بشمول نکل ڈوپڈ کو 3 او 4)، مینگنیز آکسائڈ (بشمول پرت دار ایم این او 2 (بیرنیسائٹ)، ایم این 2 او 3)، اور ایم این 2 او 3 کا مرکب۔ سالماتی اتپریرک کے مقابلے میں آکسائڈ حاصل کرنا آسان ہے، خاص طور پر وہ جو نسبتا وافر مقدار میں منتقلی والی دھاتوں (کوبالٹ اور مینگنیز) سے ہوتے ہیں، لیکن کم کاروبار کی تعدد اور الیکٹران کی منتقلی کی سست خصوصیات کا شکار ہوتے ہیں، اور ان کے عمل کے طریقہ کار کو سمجھنا اور اس وجہ سے ایڈجسٹ کرنا مشکل ہے۔ حال ہی میں میٹل آرگینک فریم ورک (ایم او ایف) پر مبنی مواد کو پہلی صف کی منتقلی دھاتوں کے ساتھ پانی کے آکسیکرن کے لیے ایک انتہائی امید افزا امیدوار دکھایا گیا ہے۔ اس نظام کا استحکام اور مطابقت مستقبل کی ترقی کے لیے انتہائی فائدہ مند ہونے کا امکان ہے۔ فوٹوسنسیٹائزرز قدرت روغنوں کا استعمال کرتی ہے، خاص طور پر کلوروفیلز، نظر آنے والے سپیکٹرم کے وسیع حصے کو جذب کرنے کے لیے۔ مصنوعی نظام جذب کی وسیع رینج کے ساتھ یا تو ایک قسم کے روغن کا استعمال کر سکتے ہیں یا ایک ہی مقصد کے لیے کئی روغنوں کو یکجا کر سکتے ہیں۔ روتھینیئم پولیپیریڈائن کمپلیکس، خاص طور پر ٹرس (بائیپیریڈائن) روتھینیئم (II) اور اس کے مشتقات، ہائیڈروجن فوٹو پروڈکشن میں بڑے پیمانے پر استعمال کیے گئے ہیں کیونکہ ان کی موثر مرئی روشنی جذب اور طویل عرصے تک نتیجے میں دھات سے لیگنڈ چارج کی منتقلی پرجوش حالت ہے، جو کمپلیکس کو مضبوط کم کرنے والے ایجنٹوں کو بناتا ہے۔ استعمال ہونے والے دیگر عمدہ دھات پر مشتمل کمپلیکس میں پلاٹینم، روڈیم اور اریڈیم شامل ہیں۔ دھات سے پاک نامیاتی کمپلیکس کو فوٹوسنسیٹائزر کے طور پر بھی کامیابی کے ساتھ استعمال کیا گیا ہے۔ مثالوں میں ایوسن وائی اور گلاب بنگال شامل ہیں۔ پیرول رنگز جیسے پورفیرنز کو یکساں اور متنوع اتپریرک دونوں کے لیے کوٹنگ نینو میٹریلز یا سیمی کنڈکٹرز میں بھی استعمال کیا گیا ہے۔ موجودہ تحقیقی کوششوں کے ایک حصے کے طور پر مصنوعی فوٹوونک اینٹینا سسٹم کا مطالعہ کیا جا رہا ہے تاکہ مصنوعی فوٹو سنتھیسز کے لیے روشنی جمع کرنے کے موثر اور پائیدار طریقوں کا تعین کیا جا سکے۔ Gion Calzaferri (2009) ایسے ہی ایک اینٹینا کی وضاحت کرتا ہے جو پودے کے روشنی جمع کرنے کے نظام کی نقل کرنے کے لیے نامیاتی رنگوں کے میزبان کے طور پر زیولائٹ ایل کا استعمال کرتا ہے۔ اینٹینا کو زیولائٹ ایل کے چینلز میں ڈائی مالیکیولز ڈال کر تیار کیا جاتا ہے۔ اندراج کا عمل، جو خلا میں اور اعلی درجہ حرارت کے حالات میں ہوتا ہے، زیولائٹ فریم ورک اور ڈائی مالیکیولز کی کوآپریٹو کمپن حرکت سے ممکن ہوتا ہے۔ نتیجے میں آنے والے مواد کو سٹاپ کاک انٹرمیڈیٹ کے ذریعے بیرونی ڈیوائس سے جوڑا جا سکتا ہے۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ میں کمی کے اتپریرک فطرت میں کاربن فکسشن سبز پودوں کے ذریعے کیلون سائیکل کے ایک حصے کے طور پر انزائم رو بسکو کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ دیگر انزائموں کی اکثریت کے مقابلے میں رو بسکو ایک سست اتپریرک ہے، جس میں کاربن ڈائی آکسائیڈ کے صرف چند مالیکیولز کو ربولوز-1,5-بیس فاسفیٹ فی منٹ میں شامل کیا جاتا ہے، لیکن یہ ماحولیاتی دباؤ اور ہلکے، حیاتیاتی حالات میں ایسا کرتا ہے۔ نتیجے میں پیدا ہونے والی مصنوعات کو مزید کم کیا جاتا ہے اور بالآخر گلوکوز کی ترکیب میں استعمال کیا جاتا ہے، جو بدلے میں زیادہ پیچیدہ کاربوہائیڈریٹ، جیسے سیلولوز اور نشاستے کا پیش خیمہ ہے۔ یہ عمل اے ٹی پی اور این اے ڈی پی ایچ کی شکل میں توانائی استعمال کرتا ہے۔ ایندھن کی پیداوار کے لیے مصنوعی کاربن ڈائی آکسائیڈ میں کمی کا مقصد زیادہ تر ماحولیاتی کاربن ڈائی آکسائیڈ سے کم کاربن مرکبات پیدا کرنا ہے۔ اس مقصد کے لیے کچھ ٹرانزیشن میٹل پولی فاسفائن کمپلیکس تیار کیے گئے ہیں ؛ تاہم، انہیں عام طور پر استعمال سے پہلے CO2 کے سابقہ ارتکاز کی ضرورت ہوتی ہے، اور کیریئرز (مالیکیول جو CO2 کو طے کریں گے) جو ایروبک حالات میں مستحکم ہیں اور ماحولیاتی ارتکاز پر CO2 کو مرتکز کرنے کے قابل ہیں، ابھی تک تیار نہیں ہوئے ہیں۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ میں کمی کا سب سے آسان پروڈکٹ کاربن مونو آکسائیڈ (سی او) ہے، لیکن ایندھن کی ترقی کے لیے مزید کمی کی ضرورت ہے، اور ایک اہم قدم جس میں مزید ترقی کی بھی ضرورت ہے وہ ہے ہائیڈرائڈ آئنوں کو سی او میں منتقل کرنا۔ ایندھن کی فوٹو بائیولوجیکل پیداوار کچھ فوٹو آٹوٹروفک مائکروجنزم بعض حالات میں ہائیڈروجن پیدا کر سکتے ہیں۔ نائٹروجن فکسنگ مائکروجنزم، جیسے فلیمینٹس سائانوبیکٹیریا، انزائم نائٹروجنز رکھتے ہیں، جو ماحولیاتی N2 کو امونیا میں تبدیل کرنے کا ذمہ دار ہے۔ سالماتی ہائیڈروجن اس رد عمل کا ایک ضمنی مصنوع ہے، اور کئی بار مائکروجنزم کے ذریعہ جاری نہیں ہوتا ہے، بلکہ ہائیڈروجن آکسائڈائزنگ (اپٹیک) ہائیڈروجنز کے ذریعہ لیا جاتا ہے۔ ان حیاتیات کو ہائیڈروجن پیدا کرنے پر مجبور کرنے کا ایک طریقہ یہ ہے کہ ہائیڈروجنز کی سرگرمی کو ختم کیا جائے۔ یہ نوسٹوک پنکٹیفارم کے ایک تناؤ پر کیا گیا ہے: نیف اپ ٹیک ہائیڈروجنز کے ساختی جینوں میں سے ایک کو داخل شدہ میوٹیجینیسیس کے ذریعے غیر فعال کر دیا گیا تھا، اور میوٹینٹ تناؤ نے روشنی کے تحت ہائیڈروجن ارتقاء کو ظاہر کیا۔ ان میں سے بہت سے فوٹو آٹوٹروفس میں دو طرفہ ہائیڈروجنس بھی ہوتے ہیں، جو بعض حالات میں ہائیڈروجن پیدا کر سکتے ہیں۔ تاہم، توانائی کی طلب کرنے والے دیگر میٹابولک راستے پروٹون کی کمی کے لیے ضروری الیکٹرانوں کے ساتھ مقابلہ کر سکتے ہیں، جس سے مجموعی عمل کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے ؛ نیز، یہ ہائیڈروجنس آکسیجن کے لیے بہت حساس ہوتے ہیں۔ کئی کاربن پر مبنی حیاتیاتی ایندھن بھی سائانو بیکٹیریا کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے گئے ہیں، جیسے 1-بیوٹینول۔ اس موضوع کے لیے مصنوعی حیاتیات کی تکنیکوں کے مفید ہونے کی پیش گوئی کی گئی ہے۔ مائیکرو بائیولوجیکل اور اینزیمیٹک انجینئرنگ میں انزائم کی کارکردگی اور مضبوطی کو بہتر بنانے کے ساتھ ساتھ فوٹو آٹوٹروفس میں نئے بائیو فیول پیدا کرنے والے میٹابولک راستوں کی تعمیر کرنے کی صلاحیت ہے جن میں پہلے ان کی کمی تھی، یا موجودہ میں بہتری لانے کی صلاحیت ہے۔ ایک اور موضوع جو تیار کیا جا رہا ہے وہ تجارتی استعمال کے لیے فوٹو بائیو ری ایکٹرز کی اصلاح ہے۔ خوراک کی پیداوار کے محققین نے اندھیرے میں متنوع کھانوں کی کنٹرول شدہ نشوونما حاصل کی ہے۔ یہ خوراک کی پیداوار کی توانائی کی کارکردگی کو بڑھانے اور اس کے ماحولیاتی اثرات کو کم کرنے کا ایک طریقہ بن سکتا ہے۔ تاہم، یہ واضح نہیں ہے کہ آیا تجرباتی عمل پر مبنی خوراک کی پیداوار کا طریقہ کار قابل عمل ہے اور اسے بڑھایا جا سکتا ہے۔ استعمال شدہ تحقیقی تکنیکیں مصنوعی فوٹو سنتھیسز میں تحقیق لازمی طور پر ایک کثیر شعبہ جاتی موضوع ہے، جس کے لیے مختلف مہارت کی ضرورت ہوتی ہے۔ اتپریرک اور شمسی خلیات بنانے اور ان کی تحقیقات میں استعمال ہونے والی کچھ تکنیکوں میں شامل ہیں: نامیاتی اور غیر نامیاتی کیمیائی ترکیب۔ الیکٹرو کیمسٹری کے طریقے، جیسے فوٹو الیکٹرو کیمسٹری، سائیکلک وولٹیمیٹری، الیکٹرو کیمیکل امپیڈینس سپیکٹروسکوپی، ڈائی الیکٹرک سپیکٹروسکوپی اور بلک الیکٹرولیسس۔ سپیکٹروسکوپک طریقے: تیز تکنیک، جیسے کہ وقت سے حل شدہ سپیکٹروسکوپی اور الٹرا فاسٹ لیزر سپیکٹروسکوپی ؛ مقناطیسی گونج سپیکٹروسکوپی، جیسے کہ نیوکلیئر مقناطیسی گونج، الیکٹران پیرا مقناطیسی گونج ؛ ایکس رے سپیکٹروسکوپی کے طریقے، بشمول ایکس رے جذب جیسے کہ XANES اور EXAFS، بلکہ ایکس رے کا اخراج بھی۔ کرسٹلگرافی۔ سالماتی حیاتیات، مائیکرو بائیولوجی اور مصنوعی حیاتیات کے طریقے۔ مصنوعی فوٹو سنتھیسز کے ذریعے شمسی ایندھن کی پیداوار کے فوائد، نقصانات اور کارکردگی میں شامل ہیں: شمسی توانائی کو فوری طور پر تبدیل اور ذخیرہ کیا جا سکتا ہے۔ فوٹو وولٹک خلیوں میں، سورج کی روشنی کو بجلی میں تبدیل کیا جاتا ہے اور پھر ذخیرہ کرنے کے لیے دوبارہ کیمیائی توانائی میں تبدیل کیا جاتا ہے، جس میں توانائی کے کچھ ضروری نقصانات دوسرے تبادلے سے وابستہ ہوتے ہیں۔ ان تعاملات کی ضمنی مصنوعات ماحول دوست ہوتی ہیں۔ مصنوعی طور پر فوٹو سنتھیسڈ ایندھن توانائی کا کاربن غیر جانبدار ذریعہ ہوگا، جسے نقل و حمل یا گھروں کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ نقصانات میں شامل ہیں: مصنوعی فوٹو سنتھیسز کے لیے استعمال ہونے والے مواد اکثر پانی میں خراب ہو جاتے ہیں، اس لیے وہ طویل عرصے تک فوٹو وولٹک سے کم مستحکم ہو سکتے ہیں۔ زیادہ تر ہائیڈروجن اتپریرک آکسیجن کے لیے بہت حساس ہوتے ہیں، اس کی موجودگی میں غیر فعال یا انحطاط پذیر ہوتے ہیں ؛ نیز، وقت کے ساتھ فوٹوڈیمیج بھی ہو سکتا ہے۔ توانائی کے تجارتی طور پر قابل عمل ذریعہ کے طور پر جیواشم ایندھن کے ساتھ مقابلہ کرنے کے لیے لاگت (ابھی تک) اتنی فائدہ مند نہیں ہے۔ عام طور پر اتپریرک کے ڈیزائن میں ایک تشویش کارکردگی ہے، خاص طور پر عملی طور پر کسی نظام میں واقع روشنی کا کتنا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ فوٹو سنتھیٹک کارکردگی کے ساتھ موازنہ ہے، جہاں روشنی سے کیمیائی توانائی میں تبدیلی کی پیمائش کی جاتی ہے۔ فوٹو سنتھیٹک جاندار واقع شمسی تابکاری کا تقریبا 50 فیصد جمع کرنے کے قابل ہیں، تاہم فوٹو سنتھیٹک کارکردگی کی نظریاتی حد C3 اور C4 پودوں کے لیے بالترتیب 4.6 اور 6.6 فیصد ہے۔ حقیقت میں، فوٹو سنتھیسز کی کارکردگی بہت کم ہوتی ہے اور عام طور پر 1 فیصد سے کم ہوتی ہے، کچھ مستثنیات کے ساتھ جیسے کہ اشنکٹبندیی آب و ہوا میں گنے۔ اس کے برعکس، مصنوعی فوٹو سنتھیسز لیب پروٹوٹائپ کے لیے سب سے زیادہ رپورٹ شدہ کارکردگی 22.4% ہے۔ تاہم، پودے ماحولیاتی ارتکاز پر کاربن ڈائی آکسائیڈ کے استعمال میں موثر ہوتے ہیں، جو کہ مصنوعی اتپریرک اب بھی انجام نہیں دے سکتے۔ یہ بھی دیکھیں کہ بیکٹیریئر ہوڈوپسن اے ٹی پی سنتھس فوٹو الیکٹرو کیمسٹری الگی پی اے آر سی کاربن فوٹ پرنٹ فیول سیل ہائیڈروجن اکانومی ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجیز کی فہرست میٹابولک انجینئرنگ فوٹوسنٹائزر حوالہ جات بیرونی روابط انجینئرنگ لائٹ ایکٹیویٹڈ میٹالوپروٹینز آسٹریلیا نیشنل یونیورسٹی میں پانی کو تقسیم کرنے کے لیے ڈینیل نوسیرا میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی میں شمسی توانائی کو ذخیرہ کرنے کے نئے عمل کی وضاحت کرتا ہے۔ لارنس برکلے نیشنل لیبارٹری میں مصنوعی فوٹو سنتھیسز پر پال الویساٹوس مصنوعی فوٹو سنتھیسز کے لیے نینو کیپسول ایک نینوورک نیوز مضمون ایم آئی ٹی سولر ریوولوشن پروجیکٹ ہائیڈروجن پروڈکشن فوٹو کیمسٹری قابل تجدید توانائی ٹیکنالوجی ایندھن کی پیداوار ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجیز