Ученые из Гарвардского университета разработали систему, которая использует солнечную энергию для расщепления молекул воды, а также бактерии, «питающиеся» водородом и «перерабатывающие» CO2 для получения жидкого топлива.
По словам специалистов, технология эффективнее, чем процесс фотосинтеза в растениях. Эффективность использования солнечной энергии в системе составляет 10%. Ученые назвали технологию «бионический лист 2.0».
Раньше исследователям удалось использовать солнечную энергию для получения изопропанола. В качестве катализатора для выделения водорода из воды был применен сплав из никеля, молибдена и цинка. Однако в этом случае создавались также активные формы кислорода, разрушающие ДНК бактерий (Ralstonia eutropha). Чтобы этого не произошло, исследователи были вынуждены повышать напряжение, что снижало эффективность системы. Необходимая для получения водорода энергия поступала от солнечных батарей.
Новый подход предполагает использование нового катализатора из кобальто-фосфорного сплава, что позволило понизить напряжение и увеличить эффективность. Теперь помимо изопропанола специалисты смогли получать изобутанол и изопентанол.
Исследователи также задействовали систему для производства полигидроксибутирата – предшественника биопластика.
Бионический лист состоит из солнечной панели и ячейки с бактериями, которые занимают нижнюю половину листа. Такой элемент способен работать без перерыва в течение 16 дней. В настоящее время из расчета на 1 кВт-ч использованной электроэнергии бактерии извлекают 130 г CO2 из 230 тыс. литров воздуха, производя при этом 60 г изопропанола.
По словам ученых, подобные системы можно будет использовать для получения топлива, прежде всего, в развивающихся странах.