Sztuczny liść 'wskakuje' na kolejny etap rozwoju

Amerykańscy naukowcy donoszą o postępach w ulepszaniu sztucznych liści, które pozwolą wykorzystać energię słoneczną do rozkładu wody na wodór na paliwo i tlen.

Początkowo nasz liść nie działał zbyt dobrze. Badania diagnostyczne wskazały, że szwankuje etap na styku szybkiej i wolnej reakcji. Szybka to ta, podczas której energia słoneczna jest przekształcana w chemiczną. Wolna to ta, gdzie energię chemiczną wykorzystuje się do przemiany wody w jej składowe, czyli wodór i tlen - wyjaśnia prof. Thomas Moore z Uniwersytetu Stanowego Arizony.

Naukowcy postanowili sprawdzić, w jaki sposób natura poradziła sobie z tym problemem w części procesu fotosyntetycznego, gdzie woda jest utleniana z utworzeniem tlenu. Przyglądaliśmy się szczegółom i odkryliśmy, że natura posługuje się etapem przejściowym. Obejmuje on przekaźnik dla elektronów, którego jedna połowa wchodzi w interakcje z szybkim krokiem, zaspokajając jego potrzeby, a druga połowa ma wtedy czas na wydajną realizację wolnego etapu utleniania wody.

By określić miejscowe środowisko elektromagnetyczne elektronów i protonów z przekaźnika, Amerykanie zastosowali rentgenografię strukturalną, spektroskopię optyczną i spektroskopię magnetycznego rezonansu jądrowego. Odnieśli się także do mechanizmu przeniesienia elektronu uzgodnionego z przeniesieniem protonu (Proton-Coupled Electron-Transfer, PCET). Dzięki tym zabiegom udało im się stwierdzić, że prawidłowe działanie przekaźnika ułatwia niezwykle krótkie wiązanie między atomami wodoru i azotu.

sztuczny liść postępy fotosynteza etap pośredni przekaźnik elektrony wodór paliwo wiązanie Thomas Moore