ИСКУССТВЕННЫЕ ЛИСТЬЯ В БОРЬБЕ ЗА ВОЗОБНОВЛЯЕМУЮ ЭНЕРГИЮ
Создание искусственного листа, который был бы способен воспроизвести способность матери-природы вырабатывать энергию из солнечного света и воды при помощи фотосинтеза долгое время было задачей для ученых, стремящихся найти экологически чистый способ освободить мир от зависимости от угля, нефти и других источников энергии, приводящих к выбросу углерода.
Недавно группа китайских ученых представила стратегию, базирующуюся на химии и биологии обычных листьев, которая может привести к созданию работающего прототипа искусственного листа, захватывающего солнечную энергию и эффективно использующую ее для превращения воды в водородное топливо.
В качестве образца для подражания ученые взяли обыкновенный зеленый лист
Строение зеленых листьев является причиной их высочайшей эффективности в том, что касается улавливания света. Внутри листьев расположены структуры, ответственные за фокусирование и перенаправление энергии солнца в светособирающие части листа. Именно поэтому ученые из Главной лаборатории матричных смесей в Шанхайском университете решили сымитировать этот естественный дизайн при разработке проекта искусственных, похожих на листья, структур. Это привело к появлению «искусственных неорганических листьев» (Artificial Inorganic Leaf или AIL), основанных на натуральных листьях и диоксиде титана - химическом соединении, считающемся фотокатализатором для производства водорода.
Сначала ученые пропитали лист анемона, распространенного в Китае растения, диоксидом титана. При помощи сложных спектроскопических технологий, исследователи убедились, что структурные особенности листа, полезные для сбора солнечного света, сохранились в новой структуре. Было установлено, что полученный искусственный лист в восемь раз более эффективен с точки зрения выработки водорода, чем TiO2, не подвергавшийся описанной процедуре. Затем ученые встроили наночастицы платины в поверхность листа. Платина, наряду с азотом, естественным образом находящимся внутри листа, помогает увеличить активность искусственных листьев еще в десять раз.
«Данная разработка может открыть новые перспективы для проектирования искусственных фотосинтетических систем, основанных на биологических моделях, и помочь создать работающую модель, пригодную для использования в качестве возобновляемого источника энергии», - сообщили доктора Тонгхианг Фан, Ди Янг и Хан Джу.
