Команда швейцарських і американських вчених досягла успіху в розробці високоефективних електродів з білку водоростей. На базі цих електродів у недалекому майбутньому можна створити ефективну технологію виробництва водню, схожу на природний фотосинтез.

Штучний фотосинтез - давня мрія вчених. Цей процес безпосередньо перетворить сонячну енергію у паливо, не використовуючи при цьому нічого, крім води та вуглекислого газу.

Розщеплення води на кисень і водень у фотоелектрохімічних комірках є перспективним способом видобутку екологічно чистого дешевого палива. Вчені давно намагаються скопіювати основні природні процеси фотосинтезу і застосувати їх у фотоелектрохімічних комірках (PEC). PEC використовують сонячне світло для електрохімічного розщеплення води і у такий спосіб прямо генерують водень, вкорочуючи традиційний виробничий ланцюжок електролізу води із застосуванням фотоелектричних комірок.

Традиційно електроди PEC виготовляються з напівпровідникових матеріалів, наприклад оксидів металів, деякі з яких мають фотокаталітичні властивості.

Протягом досить тривалого часу міжнародна група вчених досліджувала наночастинки діоксиду титану (TiO₂), намагаючись знайти ефективний засіб очищення води та повітря від органічних забрудників. У своїй новій роботі вчені створили нанобіоелектрод, що складається з оксиду заліза, покритого особливим білком, виділеним із синьо-зелених водоростей. «Гібридний» електрод розщеплює воду у два рази ефективніше, ніж електрод, що складається тільки з оксиду заліза.

Оксид заліза, зокрема альфа-Fe₂O₃, є перспективним матеріалом для електродів PEC. Оксид заліза чутливий до видимого діапазону світлових хвиль, а значить використовує сонячне світло більш ефективно, ніж фотокаталізатори на основі діоксиду титану, які більш чутливі до ультрафіолету. До того ж, оксид заліза набагато більш розповсюджений і дешевий.

Другим ключовим елементом електрода нового ефективного реактора для розщеплення води є білок фікоціанін. Це основний світлозбираючий компонент синьо-зелених водоростей. Сполучивши тонку плівку наночастинок оксиду заліза з білком, вченим вдалося у два рази підвищити ефективність поглинання фотонів і збільшити вихід корисного водню у процесі розщеплення води.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: rnd.cnews.ru