Американцы претендуют на укрощение фотосинтеза

Звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой: американским химикам впервые удалось воспроизвести энергетически эффективный процесс фотосинтеза в лабораторных условиях.
Открытие – в случае соответствия заявленных результатов реальным фактам – может произвести революцию в использовании солнечной энергии, а в будущем позволит компенсировать использование невозобновляемых ресурсов.
Дэниел Носера (Daniel Nocera) и Мэтью Кэнан (Matthew Kanan) из Массачусетского технологического (Massachusetts Institute of Technology) обнаружили "простой и недорогой" способ разделения воды на кислород и водород. Эта реакция, в свою очередь, питается от солнечных батарей.
Именно таким образом и происходит фотосинтез в природе, когда клетки растений накапливают солнечную энергию в виде углеводов (прежде всего глюкозы). Но это конечный результат, а начинается процесс с преобразования воды и углекислого газа в кислород и "свободные" протоны/электроны – посредством хлорофилла.
Такие комплексы называются фотосистемами, и у растений их две. Когда фотон сталкивается с молекулами фотосистемы, происходят две химические реакции: молекула хлорофилла теряет два электрона, а молекула воды (поступающей из корневой системы) расщепляется.
Несмотря на то что фотосинтез детально изучен и описан, реализовать на практике эту реакцию не так просто. Одна из основных проблем – отсутствие катализатора, необходимого для эффективного электролиза воды.
Напомним, что воду и в настоящее время можно разделить на составные элементы, но это энергетически неэффективно. Другими словами, это невыгодно.
Для повышения эффективности химики добавляют катализаторы, чтобы реакция начиналась при более низком напряжении. Из существующих элементов на эту роль до сих пор годились лишь рутений и платина – очень дорогие материалы. К тому же реакция в этом случае требовала определённых температурных условий и давления.

Комментарии: