Gasgoo Auto NewsРастения могут получать энергию из солнечного света. Этот процесс прямого преобразования солнечного света в полезную энергию называется фотосинтезом. По сообщениям зарубежных СМИ,УниверситетПердьюисследуетискусственныйфотосинтезспособныйобеспечитьчистуюиустойчивуюэнергию Юлия Пушкарь, биофизик и профессор физики в Научном колледже Пердью, пытается имитировать растения, чтобы использовать солнечную энергию для получения чистого, удобного для хранения и эффективного топлива. Это поможет открыть новую область чистой энергии.Энергии в виде солнечного света, падающего на Землю за один час, достаточно, чтобы удовлетворить энергетические потребности человеческой цивилизации на целый год.

(Источник изображения: Университет Пердью)

Фотосинтез — сложный процесс. Это процесс, в котором растения преобразуют солнечный свет и молекулы воды в полезную энергию в виде глюкозы. Обычно для этого требуется использование хлорофилла, а также белков, ферментов и металлов.

В настоящее время искусственным процессом, наиболее близким к фотосинтезу, является фотоэлектрическая технология, которая преобразует солнечную энергию в электрическую с помощью солнечных батарей. Однако этот процесс неэффективен и улавливает только около 20% солнечной энергии. Для сравнения, фотосинтез гораздо более эффективен: он способен сохранять 60% солнечной энергии в виде химической энергии в соответствующих биомолекулах.

В простом фотоэлектрическом элементе эффективность солнечной панели ограничена способностью полупроводника поглощать световую энергию и способностью элемента генерировать электричество. Благодаря искусственному фотосинтезу эти ограничения можно преодолеть. Пушкарь сказал: «Система должна легко достичь эффективности 60%, и мы можем даже представить систему с эффективностью до 80%. Фотосинтез очень эффективен при расщеплении воды, что является первым шагом в искусственном фотосинтезе. Свет в Белки Системы II растений могут работать тысячу раз в секунду. Это делается в мгновение ока."

Команда Пушкара имитировала этот процесс, создав искусственные имитаторы листьев, которые собирают свет и расщепляют молекулы воды, тем самым производя газообразный водород. Водород можно использовать в качестве топлива отдельно в топливных элементах, добавлять к другим видам топлива, таким как природный газ, или встраивать в топливные элементы для питания транспортных средств, домов, мелкой электроники, лабораторий, больниц и многого другого.

Недавно команда изучила, как молекулы воды расщепляются во время фотосинтеза. Ученые провели эксперименты, используя комбинацию природных белков фотосистемы II и синтетических катализаторов, чтобы понять, какие из них наиболее эффективны и как они работают. В то же время исследователи также отдают приоритет использованию соединений и химикатов, которые легко доступны и нетоксичны. Однако процесс исследования искусственного фотосинтеза идет медленно, поскольку он включает в себя множество факторов. Пушкарь сказал: «Эта реакция очень сложна. Химический процесс расщепления молекул воды чрезвычайно сложен и труден».

Пушкарь полагает, что в ближайшие 10-15 лет соответствующие исследования достигнут большого прогресса и могут быть введены в эксплуатацию коммерческие искусственные фотосинтетические системы.

Источник: Gasgoo

Автор: Элиша