Сымитировать процесс фотосинтеза, создав простой и безвредный вирус М13, смогла группа исследователей из Массачусетского технологического института. При помощи солнечного света этот вирус сможет разделить воду на водород и кислород.

Ученые считают это лишь началом пути к тому, чтобы научиться использовать солнечный свет для создания запасов водорода. Из этого водорода можно будет потом вырабатывать электричество и жидкое топливо.

Системы, которые используют электричество для расщепления молекул воды, уже создавали другие ученые. Но, как было указано в одной из статей журнала Nature Nanotechnology, авторами которой выступили ученые из МТИ, работа над их системой основана на биологии. Для проведения реакции в ней используется не электричество, а только солнечный свет.

Можно сказать, что раньше выхватывались отдельные составляющие процессов, которые происходили в растениях, и адаптировались под свои нужды. Новый подход, имитирующий эти процессы, показал лучшие результаты. Достичь высокой эффективности в деле расщепления молекул воды на кислород и водород позволило создание учеными бактериофага, названного М13.

Как и хлорофилл, вирус забирает свет и как провод пропускает энергию. Чтобы запустить реакцию разложения воды, очень кстати пришлась удлиненная фора вирусов — это позволяет выстроиться в линию с одинаковыми правильными промежутками катализаторам и светопоглощающим элементам. Благодаря этому эффективность системы увеличивается в несколько раз.

Как считает профессор материаловедения и физики материалов Томас Маллук, который не участвовал в разработке новой технологии, здесь несколько проблем. И их надо устранить, пока не появились искусственные фотосинтетические системы, способные производить конвертацию энергии. Во-первых, система должна быть в десять раз эффективнее естественного фотосинтеза, чтобы добиться конкурентоспособности с другими, использующими энергию солнца, технологиями. Во-вторых, система должна обладать способностью повторять реакцию сразу же. В-третьих, должна быть изготовлена из дешевых материалов. Достижение данных целей займет некоторое время. Разработанный в МТИ аппарат стал первым шагом в этом деле.

В созданной исследователями новой системе атомы водорода разделяются на протоны и электроны. В течение двух лет ученые планируют создать вторую часть системы, которая займется соединением составляющих в атомы и молекулы водорода. Так его можно будет вырабатывать и запасаться им.