氫化酶有望革新可再生能源系統(tǒng)

研究人員稱，新系統(tǒng)將極大促進(jìn)太陽能技術(shù)發(fā)展。圖片來源：劍橋大學(xué)官網(wǎng)

據(jù)英國劍橋大學(xué)官網(wǎng)3日報道，該校研究人員使用半人工光合作用探索生產(chǎn)和儲存太陽能的新方法：利用太陽光、酶和人造技術(shù)，將水轉(zhuǎn)化成為氫氣和氧氣。這種無輔助太陽能驅(qū)動水分解技術(shù)可用于革新可再生能源生產(chǎn)系統(tǒng)。

光合作用是植物用來將太陽光轉(zhuǎn)化為能量的過程。當(dāng)植物吸收的水分解時，氧氣會作為副產(chǎn)物產(chǎn)生。光合作用是地球上最重要的反應(yīng)之一，因為它是世界上幾乎所有氧氣的來源，而且產(chǎn)生的氫既環(huán)保，還可無限獲得。

研究論文第一作者、圣約翰學(xué)院博士生卡塔知娜·索克說：“相比天然光合作用，新方法吸收的太陽光更多。天然光合作用效率不高，因為它只是為了生存而進(jìn)化，只制造出滿足所需的最低能量即可，其轉(zhuǎn)化和存儲潛力僅發(fā)揮出1%—2%。”

人工光合作用已存在數(shù)十年，但尚未成功用于制造可再生能源，因為它需要使用催化劑，催化劑一般昂貴且有毒，因此尚無法用于工業(yè)生產(chǎn)。而新研究則是新興的半人工光合作用領(lǐng)域的一部分，這一領(lǐng)域旨在通過酶來產(chǎn)生所需的反應(yīng)，克服全人工光合作用的局限性。

在新研究中，索克團(tuán)隊不僅提高了人工光合作用產(chǎn)生和儲存的能量，還重新激活了一種已在藻類中蟄伏數(shù)千年的生化反應(yīng)過程。

索克解釋說：“存在于藻類體內(nèi)的氫化酶能將質(zhì)子還原成氫氣。由于并非生存所需，這一過程在進(jìn)化過程中已被停用，但我們成功激活了這一過程。”

論文作者之一、萊斯納實驗室主任歐文·萊斯納將該研究描述為“里程碑”。他說：“將生物和有機(jī)成分整合到無機(jī)材料中，組裝半人工裝置，為未來開發(fā)新的太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)開辟了新途徑，這項研究克服了許多與之相關(guān)的難題。”

總編輯圈點

地球上的生物活了幾十億年，改進(jìn)了幾十億年，但不能說已盡善盡美。很多基礎(chǔ)的功能，效率并未達(dá)到理論上的最高。在人類操縱下，二氧化碳可以更快更多地固化為有機(jī)質(zhì)。當(dāng)激活生物體內(nèi)潛伏數(shù)千年的一個古老功能時，生物學(xué)家的感覺一定極其良好。