Фиолетовые пожиратели солнечного света - новый источник водородного топлива
Белок из мембран древних бактерий – обитателей солончаков – подсказал новый способ использования солнечного света для создания экологически чистого водородного топлива, сообщает Science Daily. Елена Рожкова, специалист по нанотехнологиям из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США, и ее коллеги снабдили пигмент бактериородопсин полупровдящими наночастицами – так появилась система выработки водородного топлива, где катализатором реакции выступает свет.
Еще в 1970-х годах ученые узнали о способности наночастиц из диоксида титана активировать реакции с участием света. Электрод из диоксида титана при контакте с ярким ультрафиолетовым светом смог разбивать молекулы воды на атомы – так называемый эффект Хонды-Фудзисимы. С тех пор исследователи непрестанно стремились «распространить» этот эффект на другие части видимого спектра излучения.
«Диоксид титана сам по себе реагирует только на ультрафиолетовый свет, и поэтому мы взяли биологические молекулы, чтобы создать гибридную систему, способную работать на видимом свете», - объясняет Рожкова.
Ученая и ее коллеги обратились к бактериородопсину (именно он окрашивает в необычный фиолетовый свет несколько солончаков в Калифорнии и Неваде), потому что он работает как «протонный насос»: переносит протоны изнутри клетки в межклеточное пространство (на энергии солнечного света).
Протоны, «предоставленные» бактериородопсином, сочетаются со свободными электронами на частицах платины, рассыпанных по диоксидтитановой матрице – там и появляются молекулы водорода.
«Интересно, что в природных условиях бактериородопсин не участвует в таких реакциях. Его естественная функция вообще не связана с выработкой водорода. Но в нашей системе он работает на производство водорода при участии белого света», - говорит Рожкова.
КПД такого природного фотокатализатора превосходит многие имеющиеся системы выработки водорода и может отлично подойти множеству экологически чистых устройств, энергия которых будет поступать из практически бесконечных источников – солёной воды и солнечного света.
Артём Космарский nauka21vek.ru