劍橋大學研制出半人工光合作用生產(chǎn)和儲存太陽能的新方法

近日，劍橋大學圣約翰學院成功地研制出一種使用半人工光合作用生產(chǎn)和儲存太陽能的新方法。他們通過生物成分和人造技術，利用自然光將水轉化為氫氣和氧氣。相關論文刊發(fā)在NatureEnergy上。

該論文詳細闡釋了研究者如何利用他們的平臺，來實現(xiàn)無輔助太陽能驅動的水分解。同時，他們還希望吸收比自然光合作用更多的太陽光。研究者稱，此項研究可用于革新可再生能源生產(chǎn)的系統(tǒng)。

來自劍橋大學圣約翰學院的博士生KatarzynaSokól說道：“自然光合作用效率并不高，因為它僅僅是為了生存，只需要少量的能量，即1%~2%的能量用以轉換和存儲。”

而人工光合作用雖然已存在數(shù)十年，但并沒有成功地用于制造可再生能源。因為它需要使用價格昂貴且有毒的催化劑，這也就意味著人工光合作用的應用還無法擴大到工業(yè)水平。

基于此，研究人員試圖通過使用酶產(chǎn)生的反應來完全解決人工光合作用的局限性。可喜的是，Sokól及其研究團隊果然通過實驗，不僅提高了人工光合作用產(chǎn)生和儲存的能量，還重新激活了一種已在藻類中蟄伏數(shù)千年的生化反應過程。

“氫化酶是一種存在于藻類中的酶，能夠將質(zhì)子還原為氫氣。在進化過程中，這一過程已被棄用，因為它不是生存所必需的。但是我們成功地繞過了這一過程，以達到我們想要的反應——將水分解為氫氣和氧氣。”Sokól希望，這一發(fā)現(xiàn)能夠開發(fā)出用于太陽能轉換的新型創(chuàng)新模型系統(tǒng)。

同時，她補充道：“令人興奮的是，我們可以有選擇性地挑選想要的工藝，并實現(xiàn)我們想要的化學反應。這為開發(fā)太陽能技術提供了一個很好的平臺，同時，這種方法可以結合其他反應，通過實驗的方法開發(fā)更強大的合成的太陽能技術。”

據(jù)了解，該模型是第一個成功使用氫化酶和光系統(tǒng)，來創(chuàng)建純太陽能驅動的半人工光合作用的模型。因此，劍橋大學圣約翰學院ErwinReisner博士將該研究描述為具有里程碑式的意義。他說道：“在該項研究之前，在將生物有機成分融合到無機材料中來組裝半人工裝置有種種困難，但是這項研究恰恰克服了這些困難，同時為未來開發(fā)太陽能轉換系統(tǒng)開辟了新的道路。”