Створена технологія штучного фотосинтезу

Як ми всі пам'ятаємо зі шкільної програми, фотосинтез є процесом, при

допомогою якого рослини черпають енергію і нарощують біомасу за рахунок

поглинання променів сонячного світла.

Передові вчені всього світу вже давно б'ються над проблемою технологій штучного фотосинтезу.

Виявилося, що штучно відтворити цей процес надзвичайно складно, і до недавнього часу прогресу в цьому напрямку практично не було.

Але ось зовсім недавно, вчені з Гарвардського університету Даніель Носера і Памела Сільвер пристрій штучного фотосинтезу, назвавши свій винахід «біонічний лист». Це пристрій здатний за допомогою енергії світла розщеплювати молекули води, за рахунок чого мікроорганізми, що харчуються отриманим воднем, переробляють його відразу в рідке паливо.

Сумарна ефективність цього ланцюжка перетворень значно перевищує ефективність процесу природного фотосинтезу.

"Нам вдалося створити систему самого цього штучного фотосинтезу" - розповідає Даніель Носера, - "Перш вчені називали цим терміном процес розщеплення води на кисень і водень. Наш процес йде далі - аж до етапу синтезу горючих органічних сполук, він більш близький до природного процесу, але значно перевершує його з точки зору ефективності перетворення".

Нові розробки дали поштовх для створення нової системи, яка здатна перетворювати сонячну енергію в хімічну, укладену в органічних сполуках. Ефективність перетворення енергії в даному випадку становить 10%, у той час, що найбільш швидкорослі рослини перетворюють енергію в біомасу з ефективністю близько 1-2%.

Напрямок настільки перспективний, у вчених ще є достатньо простору для маневрів у бік збільшення ефективності розробленої системи. Це підтверджується тим, що навіть на початковому рівні, ефективність системи може використовуватися у практичних цілях, забезпечуючи позитивний баланс з економічної точки зору.

"Для отримання високої ефективності ми розробили і виготовили новий тип каталізатора на основі з'єднання фосфору і сплавів кобальту" - розповідає Даніель Носера, - "Такий каталізатор забезпечує зміщення деяких електрохімічних потенціалів. І завдяки цьому нам вдалося значно знизити напруга, при якому процес фотогидролиза (розщеплення води під впливом світла) починає йти з максимальною ефективністю".

Система, створена вченими, яка отримала назву "біонічний лист 2.0" – більш прогресивна версія, ніж початкова модель може бути легко адаптована для того, щоб виробляти молекули органічних вуглецевих сполук практично будь-якої довжини. Однак, для того, щоб ця система стала цілком життєздатною, вченим потрібно знайти заміну сплаву цинку, молібдену та нікелю, який використовується в каталізаторних клітинках. Під впливом цього сплаву виникають молекули озону та інші форми кисню, які руйнують ДНК мікроорганізмів, що займаються переробкою водню і вуглекислого газу в органічні сполуки.