Физики создали расщепитель воды из белка цианобактерий

Новое устройство призвано разделять воду на кислород и водород напрямую, легко под действием солнечного света. Авторы изобретения сохраняют надежду, что находка окажет помощь действенно производить экологически чистое горючее.

Учёные из швейцарской технологии и федеральной лаборатории материаловедения (EMPA) совместно с сотрудниками из университета Базеля (Universitat Basel) и аргоннской национальной лаборатории (Argonne National Laboratory) создали и испытали нанобиоэлектрод для фотоэлектрохимической ячейки (PEC).

В устройстве для того чтобы типа расщепление воды идёт конкретно на поверхности электродов, выставленных на свет. Так что отпадает необходимость в промежуточной выработке электричества, как при хорошего тандема «солнечные батареи – электролизёр».

На роль материала для PEC физики неоднократно пробовали оксиды металлов (кое-какие из них владеют хорошими фотокаталитическими особенностями). В новой работе учёные решили применить гематит (разновидность оксида железа). Он усваивает энергию лучей в видимом спектре, дёшев и к тому же обширно распространён.

Но основная изюминка опыта — второй компонент электрода. Это фикоцианин (phycocyanin), белок, содержащийся в светло синий-зелёных водорослях (цианобактериях).

Рис. 1. Плёнка из наночастиц гематита (красный цвет) с сетью протеинового пигмента (зелёный) под электронным микроскопом. Масштабная линейка – 1 микрометр (фото E. Vitol, Argonne National Laboratory).

«Я был вдохновлён природным фотосинтезом цианобактерий, в котором фикоцианин выступает в качестве главного собирающего свет компонента. Я желал запустить неестественный фотосинтез с применением керамики и белков», — вспоминает Дебаджит Бора (Debajeet K. Bora) из EMPA, основной создатель разработки.

Исследователи поместили «Я был вдохновлён природным фотосинтезом цианобактерий, в котором фикоцианин выступает в качестве главного собирающего свет компонента. Я желал запустить неестественный фотосинтез с применением керамики и белков», — вспоминает Дебаджит Бора (Debajeet K. Bora) из EMPA, основной создатель разработки.

Исследователи поместили сеть молекул фикоцианина на поверхность гематитового электрода. Наряду с этим, утверждает Бора, белок образовал с оксидом железа ковалентную сообщение.

Испытав таковой гибридный материал, учёные поняли, что электрод с

биологической добавкой создаёт в два раза больший индуцированный фототок в сравнении с аналогом, выстроенным из одного гематита. Другими словами новый материал поглощал и применял больше фотонов.

Наряду с этим протеиновый комплекс на поверхности пластины, к удивлению экспертов, был достаточно стойким. Он не разрушался при взаимодействии с оксидом железа в щелочной среде на ярком свете, не смотря на то, что теоретически эти условия для него не слишком-то благоприятны.

Разработка EMPA воображает интерес в качестве вероятного метода производства водородного горючего.

Необходимо лишь узнать, как массово создавать такие электроды и как они будут трудиться в настоящих установках, а не в маленьком лабораторном примере.

Случайные записи:

• Миниатюрная робопчела покорила воздух и воду
• Авиация и перспективы использования солнечной энергии с использованием нанотехнологий

Argonne National Lab’s George Crabtree on \

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Физики придумали, как продлить непрерывную работу химического реактора до 30 лет

  Ученые Университета ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и кафедры материаловедения в машиностроении Новосибирского национального…

• Физики мфти предсказали существование необычных оптических композитов

  МОСКВА, 6 мар – РИА Новости. Российские физики предсказали существование необыкновенных кристаллов, в которых лучи света будут преломляться неодинаковым…

• Ученые создали самый черный материал на сегодняшний день

  Несколько исследователей из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (King Abdulla University of Science and Technology), Саудовская…

• Российские физики предложили новый «многоцилиндровый» метаматериал

  Физики из Столичного физтех института и Института теоретической физики имени Л. Д. Ландау РАН внесли предложение устройство нового двумерного…