MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Учёные из Кембриджского университета (Cambridge) разработали полусинтетический «искусственный лист», который имитирует процесс фотосинтеза и под действием солнечного света преобразует углекислый газ и воду в полезные химические продукты. Устройство впервые не использует токсичные компоненты и катализаторы, делая реакции совершенно безопасными для экологии.
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews
Разработанная исследователями гибридная система сочетает органические полупроводники с ферментами бактерий. Ей не нужны внешние источники питания. Углекислый газ извлекается практически из раствора газировки — из воды с растворённым углекислым газом. Ранее для протекания реакций с использованием ферментов требовались различные буферные добавки, которые ускоряли разрушение ферментов. Новая разработка свободна от них и впервые смогла непрерывно проработать 24 часа, показав наилучшую устойчивость в своей области.
Фотокатод «искусственного листа». Источник изображения: Cambridge
Следует отметить, что разработанный учёными комплекс с искусственными листьями производит исходное сырьё для множества химических реакций — формиат, а не готовый продукт вроде аспирина или моющего средства, если рассматривать его применение в фармацевтике или химической промышленности. Но это как в домино, когда падение первой костяшки вызывает целую лавину процессов.
Химическая промышленность отвечает примерно за 6 % выбросов парниковых газов в атмосферу. Наладив производство экологически чистого сырья для множества процессов, можно значительно снизить этот углеродный след. Ферменты для химической реакции в присутствии катода из органических материалов создают сульфатредуцирующие бактерии. Для увеличения площади реакции в устройство включён пористый материал — диоксид титана. В процессе реакции, отмечают учёные, захватываются почти все вырабатываемые электроны, чего раньше не удавалось достичь.
Опытная установка
В отличие от естественного фотосинтеза, ограниченного площадью насаждений, а также по сравнению с классической химической промышленностью, зависящей от сжигания ископаемого топлива, «искусственные листья» хорошо масштабируются, и реакции с ними не приводят к загрязнению среды. Это светлое будущее фармацевтики и химпрома — нетоксичная химия, к которой, по крайней мере, следует стремиться.
Источник:
