Исследователи из Гарвардского университета создали новую версию бионического листа, который может превращать свет в биомассу с эффективностью, превышающей эффективность растений в десять раз. Статья ученых опубликована в журнале Science.

Bionic leaf 2.0 создан на основе предыдущей версии листа, разработкой которого занималась та же команда ученых. Устройство состоит из солнечной панели, зажатой между листами кобальтового катализатора и ячейки с бактериями *Ralstonia eutropha, *занимающими нижнюю половину листа. При погружении в сосуд с водой при комнатной температуре и нормальном давлении искусственный лист имитирует фотосинтез. Ток из солнечных пластин Bionic leaf 2.0 подается на катализаторы, которые расщепляют молекулы воды на кислород и водород. Затем водород попадает в ячейки с ГМ-бактериям, которые отличаются тем, что могут соединять молекулы водорода с полученным из воздуха углеродом и превращают их в жидкое топливо.

Система уже была использована для создания изобутанола, изопентанола и полигидроксибутирата. Исследователи говорят, что бактерии Bionic leaf 2.0 за киловатт-час поглощают из 230 000 литров воздуха 130 граммов CO₂, чтобы произвести 60 граммов спирта. Установка бионического листа на существующие солнечные батареи позволила бы достигнуть десятипроцентной энергетической эффективности при переработке CO₂, что в десять раз превышает эффективность фотосинтеза большинства растений.

Повышения эффективности ученым удалось добиться с помощью замены никель-молибден-цинкового катализатора, который при использовании при получении водорода в качестве побочного продукта создавал активные формы кислорода, разрушавшие ДНК бактерий. Чтобы избежать этого, исследователям приходилось запускать систему при более высоком напряжении, что снижало общую эффективность системы.

Harvard / YouTube

«Для этой работы мы разработали новый катализатор на основе кобальта и фосфора, который не производит реактивных форм кислорода. Это позволило снизить нам напряжение, что привело к резкому росту эффективности», — комментирует один из авторов работы.

В будущем ученые планируют повысить эффективность данного устройства для того, чтобы использовать его в развивающихся странах.

Автор: Кристина Уласович