Ученые нашли ключ к искусственному фотосинтезу

Группа исследователей из Швейцарии разработала новую молекулу, моделирующую фотосинтез растений.

Как сообщает АЗЕРТАДЖ со ссылкой на мировые медиа, растения используют энергию солнечного света для преобразования углекислого газа в богатые энергией молекулы сахара. Этот процесс называется фотосинтезом и лежит в основе практически всего живого.

Новая молекула под воздействием света накапливает одновременно два положительных и два отрицательных заряда. Конечная цель ученых - преобразовать солнечный свет в углеродно-нейтральное топливо.

Ученые разработали специальную молекулу, способную одновременно накапливать четыре заряда под действием света - два положительных и два отрицательных. Промежуточное накопление нескольких зарядов - важное условие преобразования солнечного света в химическую энергию: эти заряды могут использоваться для запуска реакций, например, для расщепления воды на водород и кислород.

Молекула состоит из пяти последовательно соединенных частей, каждая из которых выполняет определенную задачу, пишет EurekAlert. С одной стороны молекулы две части испускают электроны и при этом получают положительный заряд. Две части с другой стороны получают электроны и становятся отрицательно заряженными. В середине молекулы химики разместили компонент, который улавливает солнечный свет и запускает реакцию.

Для создания молекулы с четырьмя зарядами исследователи использовали две вспышки света. Первая вспышка попадает на молекулу и запускает реакцию, генерирующую положительный и отрицательный заряды. Эти заряды распространяются наружу к противоположным частям молекулы. При второй вспышке света реакция повторяется. В итоге молекула содержит два положительных и два отрицательных заряда.

Если прежде для подобной реакции в искусственной молекуле требовался чрезвычайно мощный лазерный свет, то теперь ступенчатое возбуждение позволяет использовать значительно более тусклый источник излучения, приближающийся по интенсивности к солнечному свету. Кроме того, заряды в молекуле остаются стабильными достаточно долго, чтобы их можно было использовать в дальнейших химических реакциях.

Эта модель может стать ключом к созданию экологически чистых видов топлива, при получении которого не будет вырабатываться лишний углекислый газ.

Ученые из США разработали новый метод преобразования углекислого газа в ценный промышленный химикат формиат с помощью света и катализатора на основе рутения. Особенность технологии - в использовании специальных лигандов, которые повышают эффективность и стабильность реакции, а также позволяют избежать побочных продуктов.