在研究人員通過改變植物中的光合作用機制成功地將水分解成氫氣和氧氣后,尋找利用太陽能的新方法向前邁出了一步。
光合作用是植物將陽光轉化為能量的過程。當植物吸收的水分“分裂”時,氧氣作為光合作用的副產品產生。這是地球上最重要的反應之一,因為它幾乎是世界上所有氧氣的來源。水分解產生的氫氣可能是一種綠色的、無限的可再生能源。
由圣約翰學院的學者領導的一項新研究使用半人工光合作用來探索生產和儲存太陽能的新方法。他們利用自然陽光以及生物成分和人工技術的混合物將水轉化為氫氣和氧氣。
這項研究現在可以用來徹底改變可再生能源生產系統(tǒng)。發(fā)表在《自然能源》上的一篇新論文概述了劍橋Reisner實驗室的學者如何開發(fā)他們的平臺,在沒有幫助的情況下實現太陽能驅動的水分解。
他們的方法也試圖比自然光合作用更有效地吸收陽光。
第一作者、圣約翰學院博士生KatarzynaSok說:“自然的光合作用效率很低,因為它的進化只是為了生存,所以它只需要最少量的能量——大約是它勢能的1-2%。轉換和存儲?!?
光合作用已經存在了幾十年,但還沒有成功地用于生產可再生能源,因為它依賴于催化劑的使用,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展到工業(yè)層面。
劍橋研究是新興的半人工光合作用領域的一部分,旨在通過使用酶來產生所需的反應,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和儲存的能量,還設法重啟了休眠了數千年的藻類的進程。
她解釋說:“氫化酶是一種存在于藻類中的酶,可以將質子還原成氫。在進化過程中,這一過程已經停止,因為它不是生存所必需的,但我們成功地繞過了不活動,實現了預期的反應——將水分解成氫氣和氧氣?!?
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