氫化酶有望革新可再生能源系統(tǒng)

2018-09-05 06:50:49 太陽能發(fā)電網(wǎng)
激活蟄伏千年生化反應(yīng) 提高半人工光合作用效率

 

研究人員稱,新系統(tǒng)將極大促進(jìn)太陽能技術(shù)發(fā)展。圖片來源:劍橋大學(xué)官網(wǎng)

據(jù)英國劍橋大學(xué)官網(wǎng)3日報(bào)道,該校研究人員使用半人工光合作用探索生產(chǎn)和儲存太陽能的新方法:利用太陽光、酶和人造技術(shù),將水轉(zhuǎn)化成為氫氣和氧氣。這種無輔助太陽能驅(qū)動(dòng)水分解技術(shù)可用于革新可再生能源生產(chǎn)系統(tǒng)。


  光合作用是植物用來將太陽光轉(zhuǎn)化為能量的過程。當(dāng)植物吸收的水分解時(shí),氧氣會(huì)作為副產(chǎn)物產(chǎn)生。光合作用是地球上最重要的反應(yīng)之一,因?yàn)樗鞘澜缟蠋缀跛醒鯕獾膩碓矗耶a(chǎn)生的氫既環(huán)保,還可無限獲得。


  研究論文第一作者、圣約翰學(xué)院博士生卡塔知娜·索克說:“相比天然光合作用,新方法吸收的太陽光更多。天然光合作用效率不高,因?yàn)樗皇菫榱松娑M(jìn)化,只制造出滿足所需的最低能量即可,其轉(zhuǎn)化和存儲潛力僅發(fā)揮出1%—2%。”


  人工光合作用已存在數(shù)十年,但尚未成功用于制造可再生能源,因?yàn)樗枰褂么呋瘎,催化劑一般昂貴且有毒,因此尚無法用于工業(yè)生產(chǎn)。而新研究則是新興的半人工光合作用領(lǐng)域的一部分,這一領(lǐng)域旨在通過酶來產(chǎn)生所需的反應(yīng),克服全人工光合作用的局限性。


  在新研究中,索克團(tuán)隊(duì)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(yīng)過程。


  索克解釋說:“存在于藻類體內(nèi)的氫化酶能將質(zhì)子還原成氫氣。由于并非生存所需,這一過程在進(jìn)化過程中已被停用,但我們成功激活了這一過程!


  論文作者之一、萊斯納實(shí)驗(yàn)室主任歐文·萊斯納將該研究描述為“里程碑”。他說:“將生物和有機(jī)成分整合到無機(jī)材料中,組裝半人工裝置,為未來開發(fā)新的太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)開辟了新途徑,這項(xiàng)研究克服了許多與之相關(guān)的難題!



作者:劉霞 來源: 科技日報(bào) 責(zé)任編輯:jianping

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