Исследователи из компании Panasonic под общим руководством Масахиру Дегучи (Masahiru Deguchi) создали процесс, который они называют системой искусственного фотосинтеза (Artificial Photosynthesis System).

Механизм реакции такого фотосинтеза довольно прост: свет падает на воду; под его воздействием молекулы воды распадаются на молекулу кислорода, ионы водорода и свободные электроны. Последние по медному проводу начинают двигаться к каталитическому электроду, где реагируют с углекислым газом и ионами водорода. Происходящая реакция восстановления ведёт к образованию простого органического вещества — муравьиной кислоты (HCOOH).

Рис. 1. Общая схема искусственного фотосинтеза (здесь и ниже иллюстрации Panasonic)…

Ключевым моментом реакции является возбуждение электронов при помощи светового воздействия. В схеме, использованной японскими учёными, в фотоэлектроде применяются полупроводники на основе нитрида галлия (GaN), подобные тем, что можно встретить в светодиодах.

Рис. 2. …И её реализация.

По словам представителей Panasonic, варьируя материал металлического катализатора, можно изменять получаемые в ходе искусственного фотосинтеза органические вещества. Именно в этом направлении намереваются развивать свою систему её создатели: уже в ближайшем будущем они хотят получать таким образом углеводороды или спирты.

Ну а в нынешней схеме эффективность использования солнечного света для получения муравьиной кислоты равна 0,2%, что очень близко к показателям растений, выращиваемых на плантациях для получения этилового спирта. Если такие же результаты будут доступны искусственным фотоэлектродам, они выполнят ту же задачу дешевле и при меньшем использовании площадей.