«Искусственный фотосинтез» сравнялся по скорости реакции с природным

Над разработкой механизма «искусственного фотосинтеза» ломают головы самые известные ученые всего мира. Было предложено множество вариантов систем разложения воды на кислород и водород под действием солнечного света. Но все они действуют гораздо медленнее, чем листья самых обычных растений. И вот, наконец, ученым из Королевского технологического института Стокгольма (Швеция) удалось создать мощнейший катализатор, увеличивающий скорость реакции почти на два порядка. Таким образом, был установлен негласный мировой рекорд. Скорость окисления воды до кислорода измеряется числом оборотов (законченных каталитических циклов) в секунду.

Природный фотосинтез имеет скорость от 100 до 400 оборотов в секунду. «Искусственный фотосинтез» с использованием нового катализатора происходит со скоростью 300 оборотов в секунду. То есть ученым впервые удалось догнать природу. Молекулярный катализатор, разработанный шведскими специалистами, имеет формулу [Ru(BDA)(isoq)₂] (H₂BDA = 2,2'-бипиридин-6,6'-дикарбоновая кислота; isoq = изохинолин). Кроме него, в реакции участвует еще и церий, который играет роль коокислителя. К сожалению, ключевые элементы — рутений и церий — относятся к категории относительно редких и дорогих металлов. Так что стоимость разработки, скорее всего, будет высокой.

Несмотря на это, ученые уже сейчас говорят о возможном строительстве мощных предприятий по производству водорода в пустыне Сахара, где при низкой стоимости земли наблюдается избыток солнечного света. Правда, воды в пустыне нет, ее придется как-то туда доставлять. Эксперты полагают, что новый катализатор является тем самым недостающим фрагментом, который способен объединить в одну систему три направления в использовании солнечной энергии: солнечные батареи, «искусственный фотосинтез» и работающие на водороде топливные элементы. Все эти направления считаются перспективными. Но эффективность каждого из них по отдельности явно недостаточная.