«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 Сулейман Аллахвердиев. Поэтому воссоздать его искусственным путем для получения неисчерпаемого источника энергии было бы для человечества огромным подарком.
Долгое время ученые искали оптимальный катализатор расщепления воды для фотосинтеза. Сейчас ответ найден - это марганцевый комплекс. Теперь для создания искусственных систем фотосинтеза исследователям необходимо понять молекулярные основы процессов природного фотосинтеза и сконструировать искусственную фотосинтетическую ячейку.
Как сообщили «МК» в ФАНО, исследователям предстоит решить еще массу задач. Например, расшифровать молекулярный механизм окисления воды при фотосинтезе, понять, как происходит отрыв электрона от атома кислорода в составе молекулы воды, а также перенос и выделение протона.
И это только первые вопросы, на которые необходимо ответить. Дальше идут проблемы создания на этой основе искусственных комплексов фотосинтеза, и здесь тоже остается много проблем. Например, как разделить в пространстве процессы выделения кислорода и водорода, чтобы создать цикл производства молекулярного водорода? Как научить устройства, моделирующие фотосинтез, разлагать воду и производить из нее водород исключительно за счет энергии солнечного излучения? Сейчас, благодаря работе ученых, на одну из этих проблем стало меньше.
Что же в итоге получит человечество, если вопрос с созданием искусственного фотосинтеза все-таки решиться? Фотосинтез будет расщеплять воду, в результате чего у нас появится возможность получать дешевый водород. Его можно и запасать впрок, и использовать в экономичных и экологичных водородных двигателях.