Общая схема работы марганцевого кластера. Иллюстрация авторов исследования

Общая схема работы марганцевого кластера. Иллюстрация создателей исследования

Спецы из нескольких государств говорят, что им удалось воспроизвести реакции фотосинтеза, скопировав хим комплексы, применяемые растениями. Как докладывают ученые в собственной статье, размещенной в журнальчике Angewandte Chemie, они смогли разложить воду на кислород и водород, используя только солнечный свет, и приложив к системе, содержащей аналоги растительных компонент, напряжение в один вольт.

 

Фотосинтез — процесс образования органического вещества с внедрением энергии солнечного света. В процессе фотосинтеза зеленоватые растения, водные растения и некие бактерии поглощают углекислый газ. Одной из стадий фотосинтеза является разложение воды на кислород, который выделяется в атмосферу, и водород, идущий на восстановление углекислого газа. Процесс разложения воды на кислород и водород издавна вызывает пристальный энтузиазм, потому что водород рассматривается в качестве 1-го из вариантов экологичного источника энергии. Но детальная последовательность реакций и структура растительных хим комплексов до сего времени исследована не до конца.

Пару лет вспять доктор Принстонского института Чарльз Дисмьюкс (Charles Dismukes) искусственно сделал кластеры, содержащие марганец, напоминающие те, которые употребляются растениями для разложения воды. Чтоб «вынудить» эти кластеры работать, нужно поместить их в размеренное окружение и обеспечить к ним доступ воды. Трудность состоит в том, что марганцевые кластеры нерастворимы в воде. Ученые под управлением Леоне Спицциа (Leone Spiccia) из Института Монаш в Австралии разработали особенный слой, состоящий из вещества под заглавием Nafion. Nafion пронизан каналами, по которым к марганцевым кластерам может поступать вода.

Исследователи покрыли анод микрометровым слоем этого вещества, являющегося проводником протонов. При подаче воды под воздействием солнечного света и с внедрением напряжения в один вольт на кластерах создавались протоны и электроны, которые можно «соединить» в молекулы водорода.

Исследователи говорят, что кластеры оставались активными в течение 3-х дней непрерывного использования. Все же, создатели работы считают, что эффективность системы должна быть усовершенствована.

Ученые пробуют воспроизвести природные механизмы фотосинтеза разными способами. В конце марта 2008 года в журнальчике Angewandte Chemie вышла статья, создатели которой сказали о разработке катализатора, способного окислять воду и оставаться «нечувствительным» к воздействию химически брутальных соединений, образующихся в процессе фотосинтеза. В июле 2008 года китайские ученые заявили, что фотосинтез можно смоделировать с внедрением углеродных нанотрубок.