Шаг к искусственному фотосинтезу: сгенерированная молекула накапливает заряды под воздействием света

Швейцарские исследователи из Базельского университета создали молекулу, способную накапливать до 4 световых зарядов, что приближает к технологии искусственного фотосинтеза.

Растения используют фотосинтез для улавливания солнечной энергии и преобразования углекислого газа в богатые энергией молекулы сахара. Животные и люди потребляют эти углеводы, высвобождая накопленную энергию и возвращая углекислый газ в атмосферу.

Исследователи стремятся воссоздать эту природную модель в лабораторных условиях. Если солнечный свет можно будет использовать для производства высокоэнергетических соединений, в частности, водорода, метанола или синтетического бензина, эти виды топлива можно будет использовать без дополнительных выбросов CO₂.

Команда исследователей под руководством профессора Оливера Венгера заявила о создании молекулы, способной приблизить ученых к углеродно-нейтральному топливу. Молекула состоит из пяти связанных между собой компонентов, из которых два блока высвобождают электроны и получают положительные заряды. В то же время, два других блока захватывают электроны и получают отрицательный заряд. Центральный блок поглощает солнечный свет и запускает процесс переноса.

Подавляющее большинство реакций по созданию топлива за счет солнечной энергии, например, расщепление воды на водород и кислород, требует участия большого количества электронов. Без одновременного накопления и стабилизации сразу нескольких зарядов эти реакции не будут эффективными.

Исследователи использовали две световые вспышки для поэтапной генерации четырех зарядов. Первая вспышка создает один положительный и один отрицательный заряд, которые смещаются к противоположным концам молекулы. Вторая вспышка повторяет процесс, оставляя структуру с двумя