Новую схему хранения энергии с помощью фотоэлектрических ячеек и генетически модифицированных бактерий, которые превращают углекислый газ в жидкое топливо, используя процесс расщепления воды, представили американские ученые. С подробностями — Chemistry world.
В онлайновой версии Proceedings of the National Academy of Sciences опубликована статья Даниэля Носеры (Daniel Nocera) и его коллег из Гарвардского университета (Harvard University), в которой описана возможность объединения в одном процессе преобразования солнечной энергии фотоэлементами с производством биотоплива бактериями. Ученые спроектировали реакционный сосуд, в котором происходит расщепление воды методом “искусственного листа”, а выделенный при этом водород используется бактерией Ralstonia eutropha H16 для восстановления двуокиси углерода, постоянно подаваемой в эту систему. Ралстония как объект биотехнологии обладает уникальными биохимическими свойствами: она может расти как гетеротроф, питаться готовой органикой, но может быть и хемоавтотрофом, то есть синтезировать органику из углекислоты, используя для этого энергию окислительно-восстановительных реакций. “Искусственный лист”, применявшийся в новой схеме, — это искусственная структура, созданная на основе зеленых пластид, хлоропластов, настоящих растений. На свету такой “лист” расщепляет воду на кислород и водород. В природе процесс превращения углекислого газа в присутствии воды и солнечного света в глюкозу существует миллиарды лет, это известный из школьного курса биологии фотосинтез. Но растения в том, что касается поглощения света, менее эффективны, чем современные солнечные фотоэлементы: в биомассу зелеными растениями конвертируется лишь 1% попадающей на них солнечной энергии, тогда как фотоэлектрические ячейки могут преобразовывать в электричество свыше 40% света.
В начале своих экспериментов группа гарвардских исследователей работала с диким типом Ralstonia eutropha, то есть с природной бактерией, которая за один день превращает в биомассу 18% предоставляемых ей энергетических ресурсов. Но потом они обратились к генетически модифицированному штамму R. eutropha, который был создан два года назад другой группой ученых как продуцент изопропанола, потенциального заменителя бензина. Эффективность этого штамма в превращении света в изопропанол – 4%, что, по мнению авторов публикации, приближается к показателям биотоплива, получаемого из сельскохозяйственных культур. Ученые считают, что фотоэлектрическую систему с генно-инженерной ралстонией можно сделать более продуктивной, если оптимизировать реакцию расщепления воды и продолжить модификацию бактерии в сторону повышения продукции углеводорода.
Нет комментариев