Ученые придумали инновационный способ превращения солнечной энергии в электричество: с помощью фотобиоэлектрохимических клеток. Новый толчок к развитию альтернативной энергетики дала естественная реакция фотосинтеза. Она совсем недавно привлекла внимание исследователей, которые решили придумать способ использовать ее в сфере энергетики. Учеными из Еврейского университета в Иерусалиме и Университете Бохума в Германии удалось добиться определенных успехов.
В естественной среде фотосинтетическая реакция неразрывно связана с биокаталитическими преобразованиями, ведущих образованию CO2 и O2. Несмотря на то, что значительный прогресс был достигнут в интеграции естественных фотосистем с электродами для преобразования света в электрическую энергию, объединение фотосистем с ферментами для получения фотобиоэлектрохимических солнечных батарей остается проблемой.
Однако теперь исследователи заявили о том, что им действительно удалось создать биоэлектрохимические элементы с использованием естественной реакции фотосинтеза и оксидазы ферментов глюкозы или глюкозодегидрогеназы. Система состоит из модифицированных интегрированных электродов, которые включают естественную реакцию фотосинтетического центра, известного как фотосистема I, конъюгированного с ферментами глюкозооксидазы или глюкозодегидрогеназа.
Натуральные протеины электрически соединяются посредством химических медиаторов переноса электрона. Фотооблучение электродов приводит к генерации электроэнергии, в то время как окисление глюкозовой подложки выступает в качестве топлива.
По словам исследователей, данная система обеспечивает реально действующую модель фотосинтетического аппарата для преобразования солнечной энергии в электрическую, используя субстраты биомассы в качестве топлива. В отличие от многочисленных биоэлектрохимических систем, использующих электроэнергию для окисления глюкозы, данное исследование представляет собой полноценнцю реализация естественной фотосистемы, которая может производить электрическую энергию с помощью света (в качестве источника энергии).
Израильские и немецкие ученые уверенны, что новые фотобиоэлектрохимические элементы – это первый важный шаг к биокаталитическим топливным элементам, которые смогут генерировать электроэнергию из света.