В Кембридже разработали безопасный искусственный фотосинтез

Учёные Кембриджского университета разработали полусинтетический «искусственный лист», способный имитировать процесс фотосинтеза и под воздействием солнечного света превращать углекислый газ и воду в полезные химические соединения.

Как смообщает Vesti.az со ссылкой на зарубежные СМИ, это первое устройство такого типа, полностью свободное от токсичных компонентов и катализаторов, что делает процесс экологически безопасным.

Созданная исследователями гибридная система сочетает органические полупроводники с ферментами бактерий и не требует внешних источников энергии. Для работы устройству достаточно воды с растворённым углекислым газом — фактически аналогом газированной воды. Ранее для подобных реакций требовались буферные добавки, ускорявшие разрушение ферментов, но новая разработка обходится без них и впервые проработала 24 часа непрерывно, показав рекордную устойчивость.

По словам учёных, «искусственный лист» производит не конечные продукты, а исходное сырьё для химической промышленности — формиат, из которого затем создаются десятки веществ: от фармацевтических ингредиентов до компонентов моющих средств. Это может стать важным шагом к сокращению углеродного следа, ведь химическая промышленность сегодня ответственна примерно за 6% всех мировых выбросов парниковых газов.

Ферменты, задействованные в реакции, вырабатываются сульфатредуцирующими бактериями и взаимодействуют с катодом из органических материалов. Для увеличения площади реакции применён пористый диоксид титана, что позволило эффективно захватывать почти все вырабатываемые электроны — результат, которого раньше добиться не удавалось.

В отличие от природного фотосинтеза, ограниченного площадью зелёных насаждений, и традиционной химии, зависящей от сжигания топлива, «искусственные листья» можно масштабировать без вреда для экологии. Разработка открывает перспективу чистой, безопасной и устойчивой химии будущего, где солнечный свет и бактерии заменяют энергоёмкие промышленные процессы.