Главная / Технології / Рослини навчили перетворювати світло в паливо

Рослини навчили перетворювати світло в паливо

Біологи знайшли новий спосіб використовувати сонячну енергію в благих цілях. Змінивши механізм фотосинтезу в рослинах, вони навчилися розщеплювати воду на водень і кисень, вивільняючи при цьому енергію. Стаття про це опублікована в Nature Energy.

Фотосинтез — сам по собі процес «переробки» сонячного світла в енергію, що використовують рослини. Кисень — його побічний продукт, що утворюється в результаті розкладання поглиненої води рослиною. Мабуть, фотосинтез — найважливіша реакція для всього живого на Землі, так як продукує майже весь кисень в атмосфері планети. Водень, який також утворюється при розщепленні води в ході фотосинтезу, в потенціалі може бути екологічним і невичерпним джерелом енергії.

Група дослідників на чолі з академіками з Коледжу Святого Іоанна при Кембриджському університеті використовувала сонячне світло, щоб розщепити воду на водень і кисень під час процесу штучного фотосинтезу, який вчені підкоригували за допомогою біологічних компонентів і нових технологій. При такому методі рослини поглинають більше сонячного світла, ніж зазвичай.

«Природний фотосинтез неефективний, так як він розвивався виключно заради виживання рослин, тому він забезпечує мінімальну необхідну енергію — лише 1-2% від того, скільки в потенціалі може видати», — прокоментувала одна з авторів роботи Катаржина Сокіл.

Штучний фотосинтез існує вже багато десятиліть, але його ще жодного разу успішно не застосували для створення відновлюваної енергії, так як він заснований на дії дорогих і токсичних каталізаторів. З цієї ж причини ніхто не намагався задіяти його на промисловому рівні.

Кембриджське дослідження — частина масштабних робіт по вдосконаленню методу напівштучного фотосинтезу з метою перейти до повністю штучного фотосинтезу, що використовує ферменти.

Команда дослідників на чолі з Сокіл не тільки змогла збільшити кількість виробленої і накопиченої енергії, але і активувала процес фотосинтезу у водоростях, який тисячоліттями був неактивний.

«Гідрогеназа — це фермент, присутній у водоростях, здатний зменшувати кількість протонів у водні. В ході еволюції його вироблення у водоростях була деактивоване, оскільки не була потрібна для виживання. Ми змогли подолати це обмеження і досягти бажаної реакції — розщеплення води на водень і кисень», — пояснила Сокіл.

Дослідниця сподівається, що розроблена її групою методика буде застосовуватися в інноваційних системах для перетворення сонячної енергії. Це перша модель, яка успішно використовує гідрогеназу і фотосистеми для процесу напівштучного фотосинтезу, що запускається виключно сонячним світлом.

Два роки тому справжнім проривом в цій області стало створення пристрою для штучного фотосинтезу вченими з Юліхського дослідного центру. Робочий прототип пристрою представляв собою невеликий автономний блок, площа робочої поверхні якого — всього 64 квадратних сантиметра.

 
comments powered by HyperComments