Изследователите са получили енергия чрез полу-изкуствена фотосинтеза, процес, при който водата в растенията се разгражда на водород и кислород. Новият метод им позволи да увеличат количеството произведена енергия.
Биолозите са намерили нов начин да използват слънчевата енергия за добри цели. Променяйки механизма на фотосинтеза в растенията, те се научиха да разделят водата на водород и кислород, като същевременно освобождават енергия. Статия за това беше публикувана в Nature Energy.
Фотосинтезата сама по себе си е процесът на "превръщане" на слънчевата светлина в енергия, която растенията използват. Кислородът е страничен продукт от разлагането на вода, абсорбирана от растението. Може би фотосинтезата е най-важната реакция за целия живот на Земята, тъй като произвежда почти целия кислород в атмосферата на планетата. Водородът, който също се образува по време на разделянето на водата по време на фотосинтезата, има потенциал да бъде екологично чист и неизчерпаем източник на енергия.
Екип от изследователи, ръководени от учени от Колежа на Сейнт Джон в Кеймбриджския университет, използваха слънчевата светлина, за да разграждат водата във водород и кислород по време на процес на изкуствена фотосинтеза, който учените са обсебили с биологични компоненти и нови технологии. С този метод растенията поглъщат повече слънчева светлина от обикновено.
„Естествената фотосинтеза е неефективна, тъй като се развива единствено за оцеляване на растенията, така че осигурява минимално необходимата енергия - само 1-2% от това, което потенциално може да отдели“, коментира една от авторите на работата Катажина Сокол.
Изкуствената фотосинтеза съществува от много десетилетия, но никога не е била успешно използвана за създаване на възобновяема енергия, тъй като се основава на действието на скъпи и токсични катализатори. По същата причина никой не се опита да го използва на индустриално ниво.
Експериментална настройка, в която се провежда процесът на полу-изкуствена фотосистеза.
Проучването в Кеймбридж е част от мащабните усилия за подобряване на полу-изкуствената фотосинтеза с цел да се премине към напълно изкуствена фотосинтеза с помощта на ензими.
Промоционално видео:
Изследователският екип, ръководен от Сокол, не само успя да увеличи количеството на произведената и складирана енергия, но и активира процеса на фотосинтеза в водораслите, който беше неактивен от хилядолетия.
„Хидрогеназата е ензим, открит в водораслите, който може да намали броя на протоните във водорода. В хода на еволюцията производството му в водорасли е деактивирано, тъй като не е необходимо за оцеляване. Успяхме да преодолеем това ограничение и да постигнем желаната реакция - разделяне на водата на водород и кислород “, обясни Сокол.
Изследователката се надява, че техниката, разработена от нейната група, ще бъде приложена към иновативни системи за преобразуване на слънчевата енергия. Това е първият модел, който успешно използва хидрогеназата и фотосистемите за процес на полу-изкуствена фотосинтеза, предизвикана изцяло от слънчева светлина.
Преди две години истински пробив в тази област беше създаването на устройство за изкуствена фотосинтеза от учени от изследователския център в Юлич. Работният прототип на устройството беше малък самостоятелен модул с работна повърхност само 64 квадратни сантиметра.
Ксения Мурашева