Создана технология искусственного фотосинтеза

Как мы все помним из школьной программы, фотосинтез является процессом, при

помощи которого растения черпают энергию и наращивают биомассу за счет

поглощения лучей солнечного света.

Передовые учёные всего мира уже давно бьются над проблемой технологий искусственного фотосинтеза.

Оказалось, что искусственно воссоздать этот процесс чрезвычайно сложно, и до недавнего времени прогресса в этом направлении практически не было.

Но вот совсем недавно, ученые из Гарвардского университета Даниэль Носера и Памела Сильвер устройство искусственного фотосинтеза, назвав свое изобретение «бионический лист». Это устройство способно при помощи энергии света расщеплять молекулы воды, за счет чего микроорганизмы, питающиеся полученным водородом, перерабатывают его сразу в жидкое топливо.

Суммарная эффективность этой цепочки преобразований значительно превышает эффективность процесса естественного фотосинтеза.

"Нам удалось создать систему самого настоящего искусственного фотосинтеза" - рассказывает Даниэль Носера, - "Прежде ученые называли этим термином процесс расщепления воды на кислород и водород. Наш процесс идет дальше - вплоть до этапа синтеза горючих органических соединений, он более близок к естественному процессу, но намного его превосходит с точки зрения эффективности преобразования".

Новые разработки дали толчок для создания новой системы, которая способна преобразовывать солнечную энергию в химическую, заключенную в органических соединениях. Эффективность преобразования энергии в данном случае составляет 10%, в то время, что самые быстрорастущие растения преобразуют энергию в биомассу с эффективностью порядка 1-2%.

Направление настолько перспективное, у ученых еще имеется достаточно пространства для маневров в строну увеличения эффективности разработанной системы. Это подтверждается тем, что даже на начальном уровне, эффективность системы может использоваться в практических целях, обеспечивая положительный баланс с экономической точки зрения.

"Для получения высокой эффективности мы разработали и изготовили новый тип катализатора на основе соединения фосфора и сплавов кобальта" - рассказывает Даниэль Носера, - "Такой катализатор обеспечивает смещение некоторых электрохимических потенциалов. И благодаря этому нам удалось значительно понизить напряжение, при котором процесс фотогидролиза (расщепления воды под воздействием света) начинает идти с максимальной эффективностью".

Система, созданная учеными, которая получила название "бионический лист 2.0" – более прогрессивная версия, нежели начальная модель, может быть легко адаптирована для того, чтобы вырабатывать молекулы органических углеродосодержащих соединений практически любой длины. Однако, для того, чтобы данная система стала полностью жизнеспособной, ученым потребуется найти замену сплава цинка, молибдена и никеля, который используется в катализаторных ячейках. Под воздействием этого сплава возникают молекулы озона и другие формы кислорода, которые разрушают ДНК микроорганизмов, занимающихся переработкой водорода и углекислого газа в органические соединения.