Один из способов эффективного использования солнечной энергии состоит в том, чтобы использовать ее для расщепления воды на кислород и водород. Водород затем сохраняется и может в любой момент быть использован для получения электричества в топливных элементах (о том, как работает эта технология, мы писали в заметке «Топливо будущего»). Однако до сих пор одним из «узких мест» этого подхода является процесс расщепления воды.
Вирусная энергия: Солнце, вирус и вода
Ученые используют вирусы в качестве каркаса для «наногенераторов», улавливающих энергию Солнца и выделяющих водород из воды.
Пока эффективность его не слишком велика: солнечный свет приходится преобразовывать в электричество, чтобы затем использовать его для расщепления воды — и хранить водород, чтобы из него снова получать электричество. Возможно, проблему снимет решение, разработанное группой профессора Ангелы Бельхер (Angela Belcher); по крайней мере, оно удаляет из процесса лишние шаги.
Взяв распространенный (и совершенно безвредный для людей) бактериальный вирус М13, они генетически модифицировали его так, что частицы вируса связывали катализатор (оксид иридия) и улавливающий энергию солнца биологический пигмент (порфирин) — таким образом, вирус превращается в нанофабрику, эффективно расщепляющую воду на кислород и водород. Он не действует самостоятельно, предоставляя лишь каркас для рабочих элементов: пигмент улавливает энергию излучения и передает его на катализатор.
При этом ученые столкнулись с новой неожиданной проблемой: со временем вирусные частицы обнаружили тенденцию слипаться вместе и терять эффективность. Так что пришлось научиться располагать вирусы на гелевой подложке, которая закрепляла их на местах и сохраняла их положение постоянным, не снижая продуктивность работы.
По сообщению MIT News