Группа исследователей из Массачусетского технологического института смогла сымитировать процесс фотосинтеза, создав М13, простой и безвредный вирус, который помогает разделить воду на два компонента, водород и кислород, при помощи солнечного света.
Вирус, разлагающий воду: Фотосинтез по‑новому
В новой системе для фотолиза воды используется бактериофаг М13

Ученые надются, что это лишь первый шаг на пути к использованию солнечного света для создания запасов водорода, которые затем могут быть использованы для выработки электричества или жидкого топлива.

Другие ученые уже создавали системы, использующие электричество для расщепления молекул воды, но как объяснила группа исследователей из МТИ в своей статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology, разница в том, что работа новой системы основана на биологии, в ней для проведения реакции непосредственно используется солнечный свет, а не электричество.

Подход, который показал наилучшие результаты, имитировал процессы, идущие в растениях, а не просто выхватывал отдельные составляющие этих процессов, адаптируя их под свои нужды, как это делалось раньше. Группа ученых решила создать бактериофага под названием М13, что и позволило достичь высокой эффективности в деле разделения молекул воды на водород и кислород.

Вирус, подобно хлорофиллу, захватывает свет, затем пропускает энергию, подобно проводу. Удлиненная форма вирусов позволяет светопоглощающим пигментам и катализаторам выстроиться в линию с правильными промежутками, чтобы запустить реакцию разложения воды, что очень существенно увеличивает эффективность системы.

По мнению профессора материаловедения и физики материалов Томаса Маллука, не участвовавшего в разработке новой технологии, есть несколько проблем, которые должны быть разрешены прежде, чем появятся искусственные фотосинтетические системы, которые можно будет использовать для конвертации энергии. Чтобы добиться конкурентоспособности с другими технологиями, основанными на использовании энергии солнца, система должна быть как минимум в десять раз эффективнее естественного фотосинтеза, обладать способностью повторять реакцию практически мгновенно, а также изготавливаться из дешевых материалов. Хотя достижение данных целей займет определенное время, аппарат, разработанный в МТИ, определенно является первым шагом на этом пути.

В имеющейся системе атомы водорода разделяются на составляющие, на протоны и электроны, но вторая часть системы (ученые надеются создать ее в течение ближайших двух лет) будет соединять их обратно в атомы водорода и молекулы, так что водород будет вырабатываться и запасаться.

Источник gizmag.com