Американские ученые предложили эффективный способ производства «зеленой» энергии, основанный на процессе фотосинтеза. Для этого они разработали синтетический порфирин, аналог настоящего вещества, участвующего в процессе преобразования солнечного света в энергию химических связей. Исследование опубликовано в журнале ChemElectroChem.
Удовлетворение растущих энергетических потребностей общества стало одной из главных задач для человечества. Ожидается, что к 2050 году спрос на энергию удвоится. Это негативно повлияет на изменение климата, последствия которого мы можем наблюдать уже сейчас в виде засух, лесных пожаров, наводнений и других бедствий.
В новом исследовании ученые из Университета штата Аризона (США) предложили способ использования порфиринов, которые могут ускорять химические реакции, для улавливания и накопления солнечной энергии.
Порфирины способны ускорять реакцию преобразования энергии солнечных лучей в энергию химических связей — то же самое происходит в процессе фотосинтеза.
Исследователи планируют настроить процесс так называемого «синтетического фотосинтеза» — аналог реального фотосинтеза, но с использованием синтетических веществ. В частности, в этом исследовании описывается синтетический порфирин и исследуется его потенциал в качестве эффективного катализатора.
«Вместо того чтобы использовать продукты естественного фотосинтеза, мы можем создавать новые материалы и технологии со свойствами и возможностями, превосходящими их биологические аналоги», — отмечают исследователи.
Порфирины и их аналоги встречаются во всем биологическом мире. Они связывают ионы металлов для выполнения масштабных клеточных задач. Например, в центре молекулы хлорофилла расположен атом магния, который играет важную роль в процессе фотосинтеза. Порфирины также содержатся в железосодержащем соединении, которое называется гем. Оно помогает организовать транспорт кислорода и углекислого газа в молекуле, чтобы обеспечить необходимые цепи переноса электронов для клеточного дыхания.
Порфирины также можно использовать в качестве катализаторов в гальванических элементах, которые преобразуют химическую энергию в электрическую или наоборот.
Усилия ученых по разработке искусственных фотосинтетических систем могут стать частью комплекса исследований по разработке возобновляемых источников энергии. Такие устройства позволили бы улавливать и накапливать солнечную энергию, причем их производство будет более дешевым и более массовым за счет использования химических веществ.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
