Исследователи из Университета Рочестера (Рью-Йорк, США) используют возможности бактерий и наноматериалов, чтобы имитировать процесс фотосинтеза и производить экологически чистое водородное топливо.
Ученые исследуют возможности фотосинтеза в получении чистой, устойчивой энергии. Результаты обнадёживают.
Стремясь разработать инновационные, экологически чистые методы создания чистого водородного топлива, исследовательская группа из Университета Рочестера инициирует революционный проект по искусственной имитации фотосинтеза, используя бактерии для передачи электронов нанокристаллическому полупроводниковому фотокатализатору.
Используя уникальные свойства микроорганизмов, в частности бактерии Shewanella oneidensis, учёные используют их в качестве эффективного и действенного источника электронов в искусственной системе фотосинтеза.
Водород является самым распространенным элементом во Вселенной и может быть получен из различных источников, включая воду, природный газ и биомассу. В отличие от ископаемого топлива, которое производит парниковые газы и другие загрязняющие вещества, при сжигании водорода единственным побочным продуктом является водяной пар. Водородное топливо также имеет высокую плотность энергии, что означает, что оно содержит много энергии на единицу веса. Его можно использовать в различных приложениях, включая топливные элементы, и его можно производить как в малых, так и в больших масштабах, что делает его пригодным для всего, от домашнего использования до промышленного производства.
Несмотря на обилие водорода, на Земле практически нет чистого водорода; он почти всегда связан с другими элементами, такими как углерод или кислород, в таких соединениях, как углеводороды и вода. Чтобы использовать водород в качестве источника топлива, его необходимо извлечь из этих соединений.
Во время естественного фотосинтеза растения поглощают солнечный свет, который они используют для запуска химических реакций по превращению углекислого газа и воды в глюкозу и кислород. По сути, световая энергия преобразуется в химическую энергию, питающую организм.
Точно так же искусственный фотосинтез — это процесс преобразования обильного сырья и солнечного света в химическое топливо. Системы, имитирующие фотосинтез, требуют трех компонентов: поглотителя света, катализатора для производства топлива и источника электронов. Эти системы обычно погружаются в воду, а источник света подает энергию на поглотитель света. Энергия позволяет катализатору объединять предоставленные электроны вместе с протонами из окружающей воды для получения газообразного водорода.
