После миллионов лет эволюции растения стали самыми эффективными сборщиками солнечной энергии на планете. Сегодня немало ученых разрабатывает технологию искусственного фотосинтеза (проект искусственных листьев и другие), но исследователи из Университета Джорджии пошли другим путем, сообщает Gizmag. Их технология позволяет взять энергию, полученную через фотосинтез, еще до того, как растениям удастся ей воспользоваться, и направить для «питания» маломощных электронных приборов.
Фотосинтез превращает энергию света в химическую энергию, разделяя атомы воды на водород и кислород. В ходе этого процесса получаются электроны, благодаря которым синтезируются сахара, которые растение потом использует для роста. Группа ученых во главе с Рамараджей Рамасами (Ramaraja Ramasamy), адъюнкт-профессором Колледжа инженерного дела при Университете, разрабатывает технологии, которая будет прерывать процесс фотосинтеза и позволит «перехватить» электроны до того, как растение использует их для выработки сахаров.
Эта технология предполагает манипуляции с белками, содержащимися в тилакоидах – ограниченных мембраной компартментов внутри хлоропластов. В тилакоидах происходят светозависимые реакции фотосинтеза. Модифицированные тилакоиды помещаются на специальную подкладку из углеродных нанотрубок, которая выступает в качестве проводника, захватывающего электроны и посылающего их по проводу. Ученые заявляют, что эксперименты с этой системой показали максимальную плотность тока на два порядка выше, чем в аналогичных системах.
Хотя в обозримом будущем вам вряд ли придется подключать ваш телевизор к ближайшему дереву, Рамасами уверен, что для менее энергоемких устройств эта технология может использоваться уже совсем скоро. «Это дистанционные датчики или другие электронные устройства. Если нам удастся применить методы генной инженерии для повышения стабильности фотосинтезирующих механизмов, эта технология, надеюсь, составить конкуренцию обычным солнечным батареям», – рассказывает Рамасами.
Ученые уже работают над улучшением стабильности и повышением производительности, чтобы как можно скорее довести технологию до промышленного масштаба. Данные исследования опубликованы в журнале Energy & Environmental Science.