Вторник, 22.10.2019
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< «Подробно увидим то, что на «Хаббле» выглядит как точка»
09.01.2012 03:40 Давность: 8 yrs
Категория: Технологии, Освоение Солнечной системы
Количество просмотров: 2046

Физики создали расщепитель воды из белка цианобактерий




Структура фикоцианина (иллюстрация Protein Database).

Новое устройство призвано разделять воду на водород и кислород напрямую, просто под действием солнечного света. Авторы изобретения надеются, что находка поможет эффективно вырабатывать экологически чистое топливо. 

Учёные из швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологии (EMPA) совместно с коллегами из университета Базеля (Universität Basel) и аргоннской национальной лаборатории (Argonne National Laboratoryсоздали и испытали нанобиоэлектрод для фотоэлектрохимической ячейки (PEC). 

В устройстве такого типа расщепление воды идёт непосредственно на поверхности электродов, выставленных на свет. Так что отпадает необходимость в промежуточной выработке электроэнергии, как в случае классического тандема «солнечные батареи – электролизёр». 

На роль материала для PEC физики не раз пробовали оксиды металлов (некоторые из них обладают хорошими фотокаталитическими свойствами). В новой работе учёные решили применить гематит (разновидность оксида железа). Он усваивает энергию лучей в видимом спектре, дёшев и к тому же широко распространён. 

Однако главная изюминка эксперимента — второй компонент электрода. Это фикоцианин (phycocyanin), белок, содержащийся в сине-зелёных водорослях (цианобактериях). 

«Я был вдохновлён природным фотосинтезом цианобактерий, в котором фикоцианин выступает в качестве основного собирающего свет компонента. Я хотел запустить искусственный фотосинтез с использованием керамики и белков», — вспоминает Дебаджит Бора (Debajeet K. Bora) из EMPA, главный автор разработки. 

Исследователи поместили сеть молекул фикоцианина на поверхность гематитового электрода. При этом, утверждает Бора, белок образовал с оксидом железа ковалентную связь. 

Испытав такой гибридный материал, учёные обнаружили, что электрод с биологической добавкой производит вдвое больший индуцированный фототок в сравнении с аналогом, построенным из одного гематита. То есть новый материал поглощал и использовал больше фотонов. 

При этом белковый комплекс на поверхности пластины, к удивлению специалистов, оказался довольно стойким. Он не разрушался при контакте с оксидом железа в щелочной среде на ярком свете, хотя теоретически эти условия для него не слишком-то благоприятны. 

Разработка EMPA представляет интерес в качестве возможного способа производства водородного горючего. Нужно только выяснить, как массово создавать такие электроды и как они будут работать в реальных установках, а не в крохотном лабораторном образце. 

Леонид Попов,


Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Астроклимат

совокупность атмосферных факторов, ухудшающих качество изображения, полученного с помощью телескопа. Астроклиматом занимается соответствующий раздел науки, который имеет аналогичное название. В отсутствие атмосферы телескоп может... [далее]

Rambler's Top100