Ученые нашли новый способ превратить солнечный свет в топливо — Naked Science
03.09.2018
6 минут
Редакция

Ученые нашли новый способ превратить солнечный свет в топливо

Исследователи получили энергию при помощи полу-искусственного фотосинтеза — процесса, при котором вода в растениях расщепляется на водород и кислород. Новый метод позволил им увеличить количество произведенной энергии.

fotosintez

Биологи нашли новый способ использовать солнечную энергию в благих целях. Изменив механизм фотосинтеза в растениях, они научились расщеплять воду на водород и кислород, высвобождая при этом энергию. Статья об этом опубликована в Nature Energy.

 

Фотосинтез — сам по себе процесс «переработки» солнечного света в энергию, который используют растения. Кислород — его побочный продукт, образующийся в результате разложения поглощенной растением воды. Пожалуй, фотосинтез — важнейшая реакция для всего живого на Земле, так как продуцирует почти весь кислород в атмосфере планеты. Водород же, который также образуется при расщеплении воды в ходе фотосинтеза, в потенциале может быть экологичным и неисчерпаемым источником энергии.

 

Группа исследователей во главе с академиками из Колледжа Святого Иоанна при Кембриджском университете использовала солнечный свет, чтобы расщепить воду на водород и кислород во время процесса искусственного фотосинтеза, который ученые подкорректировали при помощи биологических компонентов и новых технологий. При таком методе растения поглощают больше солнечного света, чем обычно.

 

«Естественный фотосинтез неэффективен, так как он развивался исключительно ради выживания растений, поэтому он обеспечивает минимальную необходимую энергию — лишь 1-2% от того, сколько в потенциале может выдать», — прокомментировала одна из авторов работы Катаржина Сокол.

 

Искусственный фотосинтез существует уже много десятилетий, но его еще ни разу успешно не применили для создания возобновляемой энергии, так как он основан на действии дорогих и токсичных катализаторов. По этой же причине никто не пытался задействовать его на промышленном уровне.

 

Экспериментальная установка, в которой проводился процесс полу-искусственного фотоситеза / ©techxplore.com

 

Кембриджское исследование — часть масштабных работ по совершенствованию метода полу-искусственного фотосинтеза с целью перейти к полностью искусственному фотосинтезу, использующему ферменты.

 

Команда исследователей во главе с Сокол не только смогла увеличить количество произведенной и накопленной энергии, но и активировала процесс фотосинтеза в водорослях, который тысячелетиями был неактивен.

 

«Гидрогеназа — это фермент, присутствующий в водорослях, который катализирует перенос протонов в водороде. В ходе эволюции его выработка в водорослях была деактивирована, поскольку не требовалась для выживания. Мы смогли преодолеть это ограничение и достичь желаемой реакции — расщепления воды на водород и кислород», — пояснила Сокол.

 

Исследовательница надеется, что разработанная ее группой методика будет применяться в инновационных системах для преобразования солнечной энергии. Это первая модель, которая успешно использует гидрогеназу и фотосистемы для процесса полу-искусственного фотосинтеза, запускаемого исключительно солнечным светом.

 

Два года назад настоящим прорывом в этой области стало создание устройства для искусственного фотосинтеза учеными из Юлихского исследовательского центра. Рабочий прототип устройства представлял собой небольшой автономный блок, площадь рабочей поверхности которого — всего 64 квадратных сантиметра.

Вчера, 11:57
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

Вчера, 15:31
4 минуты
Илья Ведмеденко

По оценкам американских специалистов, одно место на пилотируемой версии корабля Dragon стоит 55 миллионов долларов. Это намного дешевле стоимости одного места на аппаратах серии «Союз».

Позавчера, 16:28
4 минуты
Никита Шевцов

Австрийские ученые обнаружили в образцах биологических жидкостей людей новый вид бактериофагов — вирусов, поражающих бактерии.

Вчера, 11:57
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

12 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

13 ноября
18 минут
Александр Березин

Гибель десятков человек от вейпинга объяснили витамином Е. Попробуем разобраться в странной истории о массовой болезни молодых вейперов.

Вчера, 11:57
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

12 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

13 ноября
18 минут
Александр Березин

Гибель десятков человек от вейпинга объяснили витамином Е. Попробуем разобраться в странной истории о массовой болезни молодых вейперов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

MikeWww
18:08
-
0
+
"фермент, ..., способный уменьшать количество протонов в водороде" - ой, блин....
    ulogin_vkontakte_29863545
    18:08
    -
    0
    +
    есть такое понятие pH, соответственно этот фермент выщелачивает воду
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: