Создан прообраз усовершенствованной гибридной системы для получения и хранения энергии - Гранит науки - 2016-06-13

Создан прообраз усовершенствованной гибридной системы для получения и хранения энергии – новые «микробные» фотоэлектрические ячейки превосходят по эффективности преобразования солнечного света растения Растения в процессе фотосинтеза запасают в сахарах и других органических молекулах лишь один процент поглощаемой солнечной энергии. Последние годы ученые пытаются увеличить этот показатель посредством фотосинтезирующих, то есть улавливающих и преобразующих свет в энергию химических связей, микробов, а также генной инженерии. В новой работе, которая восходит к экспериментам 2011 года, химик из Гарвардского университета (Harvard University) Даниэль Носера (Daniel Nocera) с коллегами достигли существенного повышения эффективности преобразования солнечной энергии в химическое топливо. В прошлом году они описали возможность объединения в одном процессе преобразование солнечной энергии фотоэлементами с производством биотоплива бактериями, спроектировав для этого реакционный сосуд, в котором происходит расщепление воды методом «искусственного листа», а выделенный при этом водород используется бактерией (Ralstonia eutropha H16) для восстановления двуокиси углерода, постоянно подаваемой в эту систему, до изопропанола. Созданный пять лет назад группой Носеры «искусственный лист» представляет собой структуру на основе зеленых пластид, хлоропластов, настоящих растений. На свету такой «лист» расщепляет воду на кислород и водород. Недостатком прошлогоднего достижения был катализатор, способствовавший расщеплению воды: это был никелевый сплав, вызывающий образование высоко реакционноспособной формы кислорода, которая убивала бактерии-продуценты. Сейчас Носера и его коллеги заменили никелевый катализатор новым кобальто-фосфорным вариантом сплава, при котором реактивные формы кислорода не образуются. Новая гибридная система конвертирует в различные органические соединения, в том числе, топливо, 10% солнечной энергии, что существенно превосходит эффективность растений, сообщают авторы в журнале Science.

Однако каким бы заманчивым ни представлялся процесс производства топлива с использованием лишь солнечного света, воды и углекислого газа воздуха, Носера предостерегает от излишнего оптимизма. Гибридные фотоэлектрические ячейки сместят с пьедестала нефть еще не скоро: «это очень трудно – сделать их конкурентоспособными с ископаемым топливом», приводит слова ученого Science NOW. Тем не менее новый подход может пригодиться уже сейчас в развивающихся странах, где дефицит горючего, связанный со слабой инфраструктурой, сказывается на жизни миллиардов людей. По сведениям сетевого издания, Носера уже начал переговоры с учеными Индии по поводу вопросов интеллектуальной собственности, которые могут возникнуть при разработке и испытании системы в этой стране. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».