Новости космоса и технологий. » Химия » Новый слой преобразования энергии для биосолнечных клеток

Новый слой преобразования энергии для биосолнечных клеток

Опубликовал: Admin, 22-12-2020, 10:27, Химия, 57, 0

Новый слой преобразования энергии для биосолнечных клеток

Группа исследователей из Рурского университета Бохума (RUB) вместе с коллегами из Лиссабона создала полуискусственный электрод, который может преобразовывать световую энергию в другие формы энергии в биосолнечных клетках. Техника основана на фотосинтезе белка Photosystem I цианобактерий. Группа показала, что они могут соединить свою систему с ферментом, который использует преобразованную световую энергию для производства водорода. Результаты были заранее опубликованы онлайн в октябре 2020 года в журнале Angewandte Chemie .

Для работы группа RUB, состоящая из Панпан Ванга, доктора Фанюань Чжао, доктора Джулиана Щесни, доктора Адриана Руффа, доктора Фелипе Консуэло и профессора Вольфганга Шухмана из Центра электрохимии, сотрудничала с командой, состоящей из профессора Анны Франк Марк Новачик и профессор Маттиас Рёгнер с кафедры биохимии растений, а также коллеги из Университета Нова де Лиссабон.

Опасность короткого замыкания

Фотосистема I является частью механизма фотосинтеза у цианобактерий и растений. С помощью световая энергия , он может разделять заряды и, таким образом, генерировать электроны высокой энергии, которые могут передаваться другим молекулам, например, протонам для производства водорода.

В более ранней работе ученые из Бохума уже использовали фотосистему I светособирающего белкового комплекса для разработки электродов для биосолнечных клеток. Для этого на электрод был нанесен монослой фотосистемы I. В таких монослоях фотосистемы не наложены друг на друга, а лежат бок о бок в одной плоскости. Фотосистема I, однако, обычно возникает как тример, то есть три фотосистемы всегда связаны вместе. Поскольку тримеры нельзя упаковать близко друг к другу, в монослое появляются дыры, что может привести к короткому замыканию. Это ухудшает производительность системы. Именно эту задачу ученые решили в настоящей работе.

Отверстия в слое фотосистемы заглушены

У цианобактерий Thermosynechococcus elongatus фотосистема I существует в основном в виде тримеров. Используя новую технику экстракции, исследователи смогли дополнительно выделить мономеры из организма, создав монослой фотосистемы I на электроде, в котором мономеры заполнили отверстия между тримерами. Таким образом, они уменьшили эффекты короткого замыкания. Система достигла плотности тока вдвое большей, чем система, состоящая только из тримеров.

Чтобы показать, для чего в принципе можно использовать эту технику,ученые соединили его с ферментом гидрогеназой, который производил водород с помощью электронов, обеспечиваемых фотосистемой. «Дальнейшая работа будет направлена ​​на еще более эффективное соединение между монослоем Фотосистемы И интегрированными биокатализаторами для реализации практических биосистем для преобразования солнечной энергии», - пишут авторы.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии