19 августа 2008, 15:31

Ученые подглядели у растений механизм синтеза топлива

Специалисты из нескольких стран утверждают, что им удалось воспроизвести реакции фотосинтеза, скопировав химические комплексы, используемые растениями.
Как сообщают ученые в своей статье, опубликованной в журнале Angewandte Chemie, они смогли разложить воду на кислород и водород, используя только солнечный свет, и приложив к системе, содержащей аналоги растительных компонентов, напряжение в один вольт.

Фотосинтез - процесс образования органического вещества с использованием энергии солнечного света. В процессе фотосинтеза зеленые растения, водоросли и некоторые бактерии поглощают углекислый газ. Одной из стадий фотосинтеза является разложение воды на кислород, который выделяется в атмосферу, и водород, идущий на восстановление углекислого газа. Процесс разложения воды на кислород и водород давно вызывает пристальный интерес, так как водород рассматривается в качестве одного из вариантов экологичного источника энергии. Однако детальная последовательность реакций и структура растительных химических комплексов до сих пор изучена не до конца.

Несколько лет назад профессор Принстонского университета Чарльз Дисмьюкс (Charles Dismukes) искусственно создал кластеры, содержащие марганец, напоминающие те, которые используются растениями для разложения воды. Чтобы "заставить" эти кластеры работать, необходимо поместить их в стабильное окружение и обеспечить к ним доступ воды. Трудность заключается в том, что марганцевые кластеры нерастворимы в воде. Ученые под руководством Леоне Спицциа (Leone Spiccia) из Университета Монаш в Австралии разработали особый слой, состоящий из вещества под названием Nafion. Nafion пронизан каналами, по которым к марганцевым кластерам может поступать вода.

Исследователи покрыли анод микрометровым слоем этого вещества, являющегося проводником протонов. При подаче воды под воздействием солнечного света и с использованием напряжения в один вольт на кластерах образовывались протоны и электроны, которые можно "соединить" в молекулы водорода.

Исследователи утверждают, что кластеры оставались активными в течение трех дней непрерывного использования. Тем не менее, авторы работы считают, что эффективность системы должна быть улучшена.

Ученые пытаются воспроизвести природные механизмы фотосинтеза различными путями. В конце марта 2008 года в журнале Angewandte Chemie вышла статья, авторы которой сообщили о создании катализатора, способного окислять воду и оставаться "нечувствительным" к воздействию химически агрессивных соединений, образующихся в ходе фотосинтеза. В июле 2008 года китайские ученые заявили, что фотосинтез можно смоделировать с использованием углеродных нанотрубок.