Искусственный фотозинтез поможет очищать воздух

[Король Альтов]

https://www.gismeteo.ru/news/sobytiya/23480-iskusstvennyy-fotozintez-pomozhet-ochischat-vozduh/

Искусственный фотозинтез поможет очищать воздух

Прибор искусственного фотосинтеза. © Matthew W. Logan | University of Central Florida

Исследователи из Университета Центральной Флориды разработали новый метод очистки воздуха от избытков углекислого газа. В основе технологии — искусственный фотосинтез, то есть синтез органических соединений и кислорода из воды и углекислого газа под действием света. По мнению ученых, новая технология может стать основой для создания станций очистки газообразных выбросов промышленных заводов.
В природе фотосинтез возможен только в растительных клетках благодаря фотопигменту хлорофиллу. При этом под действием солнечного света хлорофилл преобразует воду и углекислый газ в органическое соединение глюкозу и кислород. Ученые давно пытаются воспроизвести фотосинтез искусственно, а в последнее время эта тема стала особенно актуальна из-за роста концентрации углекислого газа в атмосфере и, как следствие, глобального потепления. Все разработки сводятся к созданию искусственного аналога фотопигмента хлорофилла. Как правило, такие вещества представляют собой металлоорганические соединения на основе дорогостоящих металлов — платины, иридия и рения.
Новый аналог фотопигмента, разработанный в Университете Центральной Флориды, основан на более дешевом и доступном титане. Вещество работает в диапазоне синего света. В эксперименте ученые сконструировали прототип очистительной камеры: цилиндр, изнутри обклеенный светодиодами, излучающими синий свет. В цилиндр пометили колбу с аналогом фотопигмента, после чего цилиндр заполнили углекислым газом. В результате часть газа трансформировалась в органические соединения, формиат и формамид, которые можно рассматривать как источник альтернативной энергии.
В дальнейшем ученые планируют увеличение КПД искусственного фотосинтеза для разработки камер очистки промышленных выбросов. Кроме того, существуют проекты повышения эффективности естественного фотосинтеза в клетках растений, в том числе с помощью генной инженерии.

[Король Альтов]

https://www.gismeteo.ru/news/sobytiya/19455-uchenye-sozdali-bionicheskiy-list-151-ustroystvo-dlya-fotosinteza/

Ученые создали бионический лист — устройство для фотосинтеза

Лист дерева, травинка, водоросль умеют производить топливо из комбинации воды, солнечного света и углекислого газа с помощью фотосинтеза. Ученые скопировали и улучшили природный процесс, назвав изобретение бионическим листом.
Химик Дэниэл Номера из Гарвардского университета (США) и специалист по синтетической биологии Памела Сильвер из Гарвардской медицинской школы (США) создали живую батарейку. Устройство использует солнечную энергию из фотоэлектрической панели, чтобы дать энергию химическому процессу, разделяющему воду на кислород и водород. Затем в дело вступают голодные микробы, которые питаются водородом и превращают углекислый газ в воздухе в спирто-бензиновое топливо.

Первое устройство для искусственного фотосинтеза увидело свет в 2015 году. Первый бионический лист производил 216 мг спирто-бензинового топлива из литра воды. Но никель-молибденовый-цинковый катализатор, ответственный за деление молекулы воды на компоненты, имел побочный эффект — отравлял микробов.
Тогда ученые начали искать катализатор, который бы сохранял в живых микроорганизмы и эффективно разделял H2O. И они его нашли — новым катализатором стала смесь кобальта и фосфора.
Искусственный лист с новым катализатором работает до 16 дней подряд. Мощность тоже повысилась — версия 2.0 производит на 10 % спирто-бензинового топлива больше.
Другими словами, на каждый киловатт электричества в час микробы «выкачивают» 130 граммов углекислого газа из 230 тысяч литров воздуха. Из такого объема CO2 производится 60 грамм изопропанового топлива. Это выше эффективности естественного фотосинтеза.
Увы, бионический лист не станет конкурентом горючим ископаемым в ближайшее время. Затраты на производство топлива с помощью искусственного фотосинтеза пока слишком высоки, а сам процесс слишком медленный.