在光合作用中，植物已经使用太阳光数百万年将水分解为氧气和氢气。从理论上讲，它也非常适合通过太阳能生产燃料氢。德国 - 英国研究团队现在开发了一种很有前景的方法。他们成功地将光合作用系统的生物成分与人工成分结合起来。结果是一个半人工系统，从水和阳光中产生氢气 - 没有有毒和昂贵的催化剂。
光合作用是自然界最巧妙的发明之一。因为它使植物能够利用阳光，二氧化碳和水来生产几乎所有需要生长的有机分子。光的能量转化为化学能。对于现代能源技术而言尤其令人兴奋的是氢，其通过水分子的裂解作为光合作用的副产物而产生。因为如果像植物一样，你可以通过光驱水分来赢得氢气，那么这将是一种可持续的气候友好型燃料。世界各地的科学家们一直在尝试人工光合作用一段时间 - 使用特殊催化剂将水分解为氧气和氢气的方法。问题：
藻类成分与技术相结合
然而，另一种选择可能提供半人工光合作用。在此，保留植物光合作用系统的关键组分并与合成组分组合。天然酶不是昂贵且有毒的催化剂，而是承担驱动水的化学分解的任务。Sokol及其同事现已开发出这种半人工系统。为此，他们首先从嗜热蓝绿色物种Thermosynechococcus elongatus中分离出所谓的光系统II。据研究人员解释，这已知特别强大，因此非常活跃。这些草药成分被掺入由二氧化钛与特殊染料的组合制成的人造电极中。
半人工光合作用系统的第二部分由另一个与植物酶氢化酶偶联的二氧化钛电极形成。“这种酶存在于藻类中，可将质子还原为分子氢(H2)，”Sokol解释道。“然而，在进化过程中，这个过程已被禁用，因为它不是植物生存所必需的。我们已成功地消除这一失活。复活“藻类酶“的所述的组合”与藻类和人工电极的光系统II中，研究人员来重新创建光驱动水氧化并最大化氢产量它。
未来技术的工具箱
由此产生的半人工光合作用系统不仅产生来自太阳光和水的燃料氢。研究人员报告说，通过结合自然光系统和光吸收染料，它还比天然对应物吸收更多的光。“这一原则克服了将生物和有机成分与非有机成分结合的许多困难，”剑桥大学的资深作者Erwin Reisner说。“它为我们开辟了一整套工具包，用于开发将太阳光转化为可再生能源的生物和非生物转化的未来技术。”