Исследовательская группа из Университета Нагои разработала метод искусственного фотосинтеза, который использует солнечный свет и воду для производства энергии и ценных органических соединений, включая фармацевтические материалы, из отходов органических соединений. Результаты были опубликованы в журнале Nature Communications.
Искусственный фотосинтез превращает органические отходы в энергию и лекарства
Исследовательская группа из Университета Нагои разработала метод искусственного фотосинтеза, который использует солнечный свет и воду для производства энергии и ценных органических соединений, включая фармацевтические материалы, из отходов органических соединений.
Лаборатория природного фотосинтеза. Unsplash
Процесс природного фотосинтеза достаточно сложный. Но сегодня ученые стремятся не воспроизвести его в точности, а добиться того, чтобы из самого разного углеродного сырья, а не только из СО2, искусственный фотосинтез давал аналогичный природному результат.
«Искусственный фотосинтез включает химические реакции, которые имитируют способ, которым растения преобразуют солнечный свет, воду и углекислый газ в богатую энергией глюкозу», — объяснил соавтор работы Сусуму Сайто.
Новый метод, который ученые называют искусственным фотосинтезом, представляет собой другой подход: в нем в качестве сырья для реакции используются органические вещества и вода.
Катализаторы разложения были превращены в катализаторы искусственного фотосинтеза.
«Ключом к успеху нового метода является кооперативное действие двух типов неорганических полупроводниковых фотокатализаторов», — говорит Сайто. — «Катализаторы способствуют разложению органических отходов и расщеплению воды. Это приводит к синтезу полезных органических соединений и "зеленого" водорода».
Польза, извлеченная из отходов
Исследователи описывают целый ряд практических применений своего открытия. В эксперименте они использовали различное органическое сырье для синтеза более 25 различных спиртовых и эфирных продуктов, включая аналог антидепрессанта и лекарство от сенной лихорадки.
Последовательность операций искусственного фотосинтеза.
«Наша технология потенциально может производить полезные углеродные материалы без образования углекислого газа и отходов», — говорит Сайто.
Ученый отмечает: «Например, мы использовали в качестве сырья, ацетонитрил, Это побочный продукт, образующийся при промышленном массовом производстве полимерных и углеродных нановолокон. Использование его при искусственном фотосинтезе позволило сделать его полезным продуктом».
Исследование открывает новую область искусственного фотосинтеза из органического сырья и ожидается, что его результаты будут способствовать производству медицинских и сельскохозяйственных химикатов из солнечного света, воды и органических отходов.