Ученые надются, что это лишь первый шаг на пути к использованию солнечного света для создания запасов водорода, которые затем могут быть использованы для выработки электричества или жидкого топлива.
Вирус, разлагающий воду: Фотосинтез по-новому
Группа исследователей из Массачусетского технологического института смогла сымитировать процесс фотосинтеза, создав М13, простой и безвредный вирус, который помогает разделить воду на два компонента, водород и кислород, при помощи солнечного света.
Другие ученые уже создавали системы, использующие электричество для расщепления молекул воды, но как объяснила группа исследователей из МТИ в своей статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology, разница в том, что работа новой системы основана на биологии, в ней для проведения реакции непосредственно используется солнечный свет, а не электричество.
Подход, который показал наилучшие результаты, имитировал процессы, идущие в растениях, а не просто выхватывал отдельные составляющие этих процессов, адаптируя их под свои нужды, как это делалось раньше. Группа ученых решила создать бактериофага под названием М13, что и позволило достичь высокой эффективности в деле разделения молекул воды на водород и кислород.
Вирус, подобно хлорофиллу, захватывает свет, затем пропускает энергию, подобно проводу. Удлиненная форма вирусов позволяет светопоглощающим пигментам и катализаторам выстроиться в линию с правильными промежутками, чтобы запустить реакцию разложения воды, что очень существенно увеличивает эффективность системы.
По мнению профессора материаловедения и физики материалов Томаса Маллука, не участвовавшего в разработке новой технологии, есть несколько проблем, которые должны быть разрешены прежде, чем появятся искусственные фотосинтетические системы, которые можно будет использовать для конвертации энергии. Чтобы добиться конкурентоспособности с другими технологиями, основанными на использовании энергии солнца, система должна быть как минимум в десять раз эффективнее естественного фотосинтеза, обладать способностью повторять реакцию практически мгновенно, а также изготавливаться из дешевых материалов. Хотя достижение данных целей займет определенное время, аппарат, разработанный в МТИ, определенно является первым шагом на этом пути.
В имеющейся системе атомы водорода разделяются на составляющие, на протоны и электроны, но вторая часть системы (ученые надеются создать ее в течение ближайших двух лет) будет соединять их обратно в атомы водорода и молекулы, так что водород будет вырабатываться и запасаться.
Источник gizmag.com