„ | Могут предложить, а вот сбрасывать на головы мирных жителей могут только ваши американцы. | “ |
Американские ученые сымитировали процесс фотосинтеза с помощью искусственного катализатора на основе кобальта и обнаружили, что расщепление воды на кислород и водород происходит так же, как и у растений. Результаты, опубликованные в журнале Chem Catalysis, приближают человечество к созданию эффективных способов получения чистой энергии из солнечного света. Кратко об этом рассказывается в пресс-релизе на TechXplore.com.
Для фотосинтеза растения используют хлоропласты — клеточные органеллы, в которых присутствуют комплексы белков и других молекул, осуществляющих конвертирование энергии солнечного света в энергию химических связей. Одним из главных комплексов является фотосистема II, которая поглощает кванты света через фотохимические реакции и формирует сильный окислитель — двойную (димерную) молекулу хлорофилла (P680), которая в возбужденном состоянии способствует расщеплению воды на кислород и водород. Непосредственное окисление воды осуществляет марганцевый комплекс — сложная молекула из атомов марганца, кислорода и кальция (Mn4CaO).
Наиболее структурно и функционально близкими к марганцевому комплексу фотосистемы II являются катализаторы окисления воды (WOC) на основе кобальта — Co4O4. Дальнейшее увеличение эффективности WOC сталкивается с проблемой: реакция расщепления воды настолько сложная, что ученые до сих пор не знают в точности, как она протекает. Известно, что перед выделением молекулярного кислорода (О=О) в комплексе возникает связь O-O. Чтобы понять, как это происходит, исследователи использовали рентгеновскую абсорбционную спектроскопию и XAFS-спектроскопию комплекса.
В фотосистеме II один из атомов марганца связывается с молекулой воды, в результате чего возникает ключевой промежуточный фрагмент Mn=O. Вторая молекула воды производит нуклеофильную атаку на этот фрагмент, что и приводит к формированию O=O. Считается, что в кобальтовом WOC должен возникать схожий фрагмент Со=О, однако этого раньше не наблюдалось. Ученым удалось подтвердить, что Co=O действительно образуется и активирует воду через нуклеофильную атаку, как это происходит у растений.
Результаты исследования доказывают, что кобальтовый комплекс действует аналогично марганцевому комплексу, что усиливает понимание механизмов окисления воды для обеих систем. Как заключают авторы, их работа служит основой для рационального проектирования многоядерных катализаторов окисления воды на основе 3d-переходных металлов.
Хотя эффективность естественного фотосинтеза довольно низкая и обычно составляет около одного процента (много энергии уходит на поддержание дыхания растений), искусственные аналоги могут повысить это значение до 22 процентов и выше. Что касается поглощения атмосферного углекислого газа, то фотосинтезирующие организмы улавливают его в таких объемах, какие искусственным катализаторам пока не доступны.
Александр Еникеев
Комментирование разрешено только первые 24 часа.
3 +0−0 | AllBrin Brin | 13:41:18 17/06/2021 |
Комментарий удалён. | ||
Могут предложить, а вот сбрасывать на головы мирных жителей могут только ваши американцы. |
2 +0−0 | yasensvet | 13:30:50 17/06/2021 | ||||||
| ||||||||
Если ты чего ты не знаешь, то может проблема не с Лентой, а с твоим убогим кругозором? |
1 +0−0 | exalosm | 13:30:46 17/06/2021 | ||||||
| ||||||||
Дешевле только уголь, дороги они если американцы строят, у них рост стоимости контракта в 2-3 раза вообще норма |
1 +0−0 | Александр Ларинцев | 13:03:42 17/06/2021 | ||||||
| ||||||||
В фотоэлементах сначала конвертация идет в электричество, только потом в химическую энергию. А тут напрямик. |
1 +0−0 | Петя Ухов | 12:43:12 17/06/2021 | ||||||
| ||||||||
КПД наверно выше. |
1 +0−0 | yasensvet | 12:42:37 17/06/2021 | ||||||
| ||||||||
Я не эксперт, но расщепление воды с помощью электролиза очень энергоемкий. |
1 +0−0 | 432790-8г6 S | 12:42:01 17/06/2021 | ||||||
| ||||||||
Может итоговый КПД будет выше? |
0 +0−0 | Александр Ларинцев | 11:00:26 18/06/2021 | ||||||
| ||||||||
Ну я, как человек, прошедший курс физиологии растений, скажу, что все корректно. В статье рассматривается только один этап фотосинтеза - тот, в котором непосредственно участвуют вода, кислород и кванты солнечного света. Кислород, который выделяют растения, получается из расщепленной воды. Само окисление воды - это многоступенчатая цепь реакций, где имеет место и восстановление кислорода. |
0 +0−0 | Коля Ренжиглов | 14:41:05 17/06/2021 |
1. Не знал, что фотосинтез - это расщепление воды. До сих пор это название относилось к реакциям углерода и кислорода. 2. Не знал, что "окисление" воды - это на самом деле восстановление кислорода Лента, а точно ты поняла, чего написала? |
0 +0−0 | Серж Сергеев | 14:18:05 17/06/2021 | ||||||
| ||||||||
Почти всех. Есть термофильные и т.д. организмы |
0 +0−0 | Серж Сергеев | 14:14:27 17/06/2021 |
Комментарий удалён. | ||
В аппараты ИВЛ |
0 +0−0 | yasensvet | 14:12:39 17/06/2021 |
Комментарий удалён. | ||
Очень просто докажу - российский подключен к сети и работает уже)) |
0 +0−0 | yasensvet | 14:11:50 17/06/2021 |
Комментарий удалён. | ||
"теорЕтическими" |
0 +0−0 | Alex Frost | 14:07:42 17/06/2021 |
Люди, которые не поняли о чем речь, возможность потребления солнечной энергии, автоматически обозначает скачек человечества на ступень "цивилизация первого типа" , на пути к сверхцивилизации по шкале Кардашева. Всего есть 3 ступени. |
0 +0−0 | Доктор Лектор | 13:57:54 17/06/2021 |
Комментарий удалён. | ||
Сказки венского леса. |
0 +0−0 | yasensvet | 13:54:53 17/06/2021 |
Комментарий удалён. | ||
Биллу Гейтсу поведай об этих "но": "Билл Гейтс выбрал место для безотходного ядерного реактора. Миллиардеры Билл Гейтс и Уоррен Баффет заявили, что реактор на быстрых нейтронах построят в крупнейшем угледобывающем штате страны." |
0 +0−0 | Олег Иванов | 13:50:58 17/06/2021 | ||||||
| ||||||||
кремлебот, ты уже пообедал? |
0 +0−0 | Маниакaльный Бред | 13:50:24 17/06/2021 | ||||||
| ||||||||
К этому времени хoхлы придумали, что к этому времени Россия только придумала портянки. К этому времени Россия построила первый реактор БР-800, который даже на оружейном плутонии может работать. |
0 +0−0 | Маниакaльный Бред | 13:49:40 17/06/2021 |
Комментарий удалён. | ||
А на Первом канале и на НТВ умные люди были? В какой передаче? |
0 +0−0 | Маниакaльный Бред | 13:48:21 17/06/2021 |
Комментарий удалён. | ||
эти реакторы могут работать на радиоактивных отходах, заодно перерабатывая их в нерадиоактивные |