Ученые приблизились к созданию искусственного фотосинтеза

Существенный шаг к созданию искусственного фотосинтеза сделала международная группа ученых, в которой был и российский специалист - заведующий лабораторией управляемого фотобиосинтеза Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, доктор биологических наук Сулейман Аллахвердиев.

Исследователи нашли самый оптимальный катализатор для расщепления воды на одной из стадий фотосинтеза. Им оказался широко распространенный в природе марганцевый комплекс.

Фотосинтез переводит свет в энергию с коэффициентом преобразования света в химическую энергию выше 90%, тогда как у солнечных батарей он в среднем составляет 16%, иначе говоря, природная эффективность как минимум в шесть раз выше искусственной, — утверждает один из соавторов статьи профессор, доктор биологических наук Сулейман Аллахвердиев, заведующий лабораторией управляемого фотобиосинтеза Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН. — Но для создания искусственных систем фотосинтеза необходимо понять молекулярные основы процессов природного фотосинтеза и сконструировать искусственную фотосинтетическую ячейку. Одна из стадий фотосинтеза — процесс расщепления воды, и этот процесс регулируется природными катализаторами, причем везде, в растениях, водорослях, цианобактериях, каталитический комплекс один и тот же. Мы много раз синтезировали различные комплексы и сравнивали их работу с работой природного марганцевого кластера, изучали работы других авторов и в конце концов пришли к выводу, что марганцевый катализатор лучше всех остальных — природа выбрала самый удачный вариант».

Таким образом, комплексы искусственного фотосинтеза в будущем могут стать практически неисчерпаемым источником энергии, получаемой из солнечного света и воды. Впрочем, до их создания еще очень далеко, так как многие проблемы, например построение осуществляющей этот процесс ферментной системы или создание солнечных ячеек на основе природных фотосистем с коэффициентом первичного преобразования энергии фотона в разделенные заряды около 95%, остаются нерешенными. Тем не менее, работа исследователей на шаг приблизила ученых к их цели.