Полуискусственный фотосинтез открывает путь к экологичному синтезу водорода
Logo
Cover

Ученые давно присматриваются к механизмам фотосинтеза у растений, однако искусственные аналоги этого процесса дороги и зависят от токсичных катализаторов. Кембриджские исследователи смогли преодолеть это ограничение, создав систему полуискусственного фотосинтеза, который эффективно разделяет воду на кислород и водород. Открытие может стать важным шагом на пути к экологически чистой энергетике.

Солнечный свет — широко доступный и экологически чистый источник энергии, который мы пока не можем использовать в полной мере. Однако растения, водоросли и некоторые микроорганизмы уже миллиарды лет виртуозно преобразуют энергию солнца с помощью фотосинтеза.

Исследователи из Колледжа Святого Иоанна в Кембриджском университете решили использовать природные наработки для создания экологически чистого источника энергии. Результатом исследования, о котором рассказывает Science Daily, стал механизм полуискусственного фотосинтеза, в котором биологические компоненты соединяются с человеческими технологиями.

Ученым удалось запустить работу гидрогеназы водорослей, которая восстанавливает протоны в водороде и в процессе фотосинтеза обычно дезактивирована. Скомбинировав ее с фотосистемой II, они получили молекулярную машину, способную эффективно разделять воду на водород и кислород за счет солнечного света.

По сравнению с природным фотосинтезом, созданный механизм улавливает намного больше солнечного излучения. Ученые объясняют это тем, что растениям не требуется максимальный КПД — им достаточно ограниченного количества энергии, необходимого для выживания. Оно составляет всего 1-2% от потенциально возможного.

В отличие от предыдущих попыток сымитировать фотосинтез в лаборатории, новая методика недорога и не требует токсичных катализаторов. Это позволяет надеяться, что однажды она станет основой для массового производства экологически чистого водорода.

Ранее Хайтек+ писал о работе ученых из Гарварда и сеульского Университета Согён, которые синтезировали искусственную клеточную структуру, способную к фотосинтезу. Полученная энергия использовалась для улавливания углерода и создания цитоскелета.