03.09.2018
Редакция Naked Science
2
638

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
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 16:42
Илья Ведмеденко

Украина, вероятно, потеряла недавно запущенный космический аппарат «Сич-2-30». Пока с ним нет устойчивой связи — или совсем никакой.

Вчера, 13:43
Александр Березин

Пока Германия закрывает свои последние реакторы, КНР планирует ввести 150 новых атомных энергоблоков в ближайшие 15 лет. И часть из них будет вырабатывать совсем не электричество, а нечто, многократно более востребованное нашей цивилизацией: тепло. На отопление человечество тратит намного больше энергии, чем на электроэнергетику, а отапливаться от солнечных батарей и ветряков не выйдет наверняка. Несколько процентов от выработки электроэнергетики и сегодня уходят на отопление — но более 90% нужды в тепле покрывает не она, а обособленная от нее теплоэнергетика, в виде котельных в жилых кварталах и газовых котлов в отдельно стоящих домах. Заменить эти источники одной электроэнергией невозможно: от нее тепло будет выходить в несколько раз дороже.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

05.09.2018
-
0
+
"фермент, ..., способный уменьшать количество протонов в водороде" - ой, блин....
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: