科學家開創(chuàng)了一種將陽光轉化為燃料的新方法

在研究人員通過改變植物中的光合機械成功地將水分解為氫和氧之后，尋求找到利用太陽能的新方法已經向前邁出了一步。

光合作用是植物用于將太陽光轉化為能量的過程。當植物吸收的水“分裂”時，氧氣作為光合作用的副產物產生。它是地球上最重要的反應之一，因為它是幾乎所有世界氧氣的來源。分解水時產生的氫可能是綠色且無限的可再生能源。

由劍橋大學圣約翰學院的學者領導的一項新研究使用半人工光合作用探索生產和儲存太陽能的新方法。他們利用自然陽光，利用生物成分和人造技術的混合物將水轉化為氫氣和氧氣。

該研究現(xiàn)在可用于徹底改變用于可再生能源生產的系統(tǒng)。發(fā)表在Nature Energy上的一篇新論文概述了劍橋Reisner實驗室的學者們如何開發(fā)他們的平臺來實現(xiàn)無輔助太陽能驅動的水分解。

他們的方法也設法比自然光合作用吸收更多的太陽光。

KatarzynaSokó?，第一作者和博士。圣約翰學院的學生說：“自然光合作用效率不高，因為它只是為了生存而進化，因此只需要最少的能量 - 大約可能轉化和存儲的能量的1-2%。”

人工光合作用已存在數(shù)十年，但尚未成功用于制造可再生能源，因為它依賴于催化劑的使用，催化劑通常昂貴且有毒。這意味著它還不能用于將研究結果擴大到工業(yè)水平。

劍橋研究是新興的半人工光合作用領域的一部分，旨在通過使用酶來產生所需的反應來克服完全人工光合作用的局限性。

索科?研究人員不僅改善了生產和儲存的能量，還設法重新啟動了已經蟄伏了數(shù)千年的藻類的過程。

她解釋說：“氫化酶是一種存在于藻類中的酶，能夠將質子還原成氫氣。在進化過程中，這個過程已被停用，因為它不是生存所必需的，但我們成功地繞過了不活動以達到我們想要的反應 - 將水分解成氫氣和氧氣。“

索科?希望這些發(fā)現(xiàn)能夠為太陽能轉換開發(fā)新的創(chuàng)新模型系統(tǒng)。

她補充說：“令人興奮的是，我們可以有選擇地選擇我們想要的工藝，并實現(xiàn)我們想要的反應，這種反應本質上是難以接近的。這可能是開發(fā)太陽能技術的一個很好的平臺。這種方法可以用來將其他反應結合起來看看可以做些什么，從這些反應中學習，然后建立合成的，更強大的太陽能技術。“

該模型是第一個成功使用氫化酶和光系統(tǒng)II來創(chuàng)建純粹由太陽能驅動的半人工光合作用的模型。

博士大學圣約翰學院院士，Reisner實驗室負責人Erwin Reisner博士和該論文的作者之一將該研究描述為“里程碑”。

他解釋說：“這項工作克服了許多與將生物和有機成分整合到無機材料中以組裝半人工裝置相關的困難挑戰(zhàn)，并開辟了開發(fā)未來太陽能轉換系統(tǒng)的工具箱。”