一種將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為燃料的開創(chuàng)性新方法

在研究人員通過改變植物中的光合作用機(jī)制成功地將水分解成氫氣和氧氣后，尋找利用太陽(yáng)能的新方法向前邁出了一步。

光合作用是植物將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為能量的過程。當(dāng)植物吸收的水分“分裂”時(shí)，氧氣作為光合作用的副產(chǎn)品產(chǎn)生。這是地球上最重要的反應(yīng)之一，因?yàn)樗鼛缀跏鞘澜缟纤醒鯕獾膩碓?。水分解產(chǎn)生的氫氣可能是一種綠色的、無限的可再生能源。

由圣約翰學(xué)院的學(xué)者領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究使用半人工光合作用來探索生產(chǎn)和儲(chǔ)存太陽(yáng)能的新方法。他們利用自然陽(yáng)光以及生物成分和人工技術(shù)的混合物將水轉(zhuǎn)化為氫氣和氧氣。

這項(xiàng)研究現(xiàn)在可以用來徹底改變可再生能源生產(chǎn)系統(tǒng)。發(fā)表在《自然能源》上的一篇新論文概述了劍橋Reisner實(shí)驗(yàn)室的學(xué)者如何開發(fā)他們的平臺(tái)，在沒有幫助的情況下實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的水分解。

他們的方法也試圖比自然光合作用更有效地吸收陽(yáng)光。

第一作者、圣約翰學(xué)院博士生KatarzynaSok說：“自然的光合作用效率很低，因?yàn)樗倪M(jìn)化只是為了生存，所以它只需要最少量的能量——大約是它勢(shì)能的1-2%。轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)。”

光合作用已經(jīng)存在了幾十年，但還沒有成功地用于生產(chǎn)可再生能源，因?yàn)樗蕾囉诖呋瘎┑氖褂?，而催化劑通常既昂貴又有毒。這意味著它不能用于將研究成果擴(kuò)展到工業(yè)層面。

劍橋研究是新興的半人工光合作用領(lǐng)域的一部分，旨在通過使用酶來產(chǎn)生所需的反應(yīng)，從而克服完全人工光合作用的局限性。

Sok和研究人員不僅提高了生產(chǎn)和儲(chǔ)存的能量，還設(shè)法重啟了休眠了數(shù)千年的藻類的進(jìn)程。

她解釋說：“氫化酶是一種存在于藻類中的酶，可以將質(zhì)子還原成氫。在進(jìn)化過程中，這一過程已經(jīng)停止，因?yàn)樗皇巧嫠匦璧?，但我們成功地繞過了不活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的反應(yīng)——將水分解成氫氣和氧氣。”

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