Швейцарские химики создали молекулу рутения, способную переносить два электрона для искусственного фотосинтеза

Новая эра искусственного фотосинтеза на горизонте

Химики из Швейцарии синтезировали сложное соединение, состоящее из рутения и ароматических органических компонентов. Это соединение способно быстро и эффективно передавать сразу два электрона, которые образуются в процессе искусственного фотосинтеза. Создание этой молекулы позволит разработать первые эффективные системы искусственного фотосинтеза. Об этом сообщает ТАСС Наука со ссылкой на пресс-службу Базельского университета.

Пока мы еще далеки от разработки полноценного искусственного фотосинтезирующего комплекса, однако мы выявили и преодолели одну из главных проблем на этом пути. Мы надеемся, что созданная нами молекула приблизит человечество к созданию систем, которые будут устойчивым образом обеспечивать нас энергией,

- заявил профессор Базельского университета (Швейцария) Оливер Венгер.

Как сообщается на сайте ТАСС Наука, предки цианобактерий и растений сотни миллионов лет назад развили набор белков и других биомолекул. Это позволяет им поглощать свет и использовать его энергию для расщепления воды и производства питательных веществ. Ученые долгое время пытаются воспроизвести этот процесс и создать первые "зеленые" расщепители воды и другие системы накопления энергии.

До настоящего времени этому препятствовало то, что химикам не удавалось воспроизвести первую ключевую стадию природного фотосинтеза. На этой стадии молекулы хлорофилла поглощают свет и высвобождают электроны. Эти электроны передаются по цепочке молекулам из класса хинонов. Хиноны служат "хранилищем" для этих частиц, что позволяет транспортировать их в те области клетки, где электроны используются для расщепления воды и превращения углекислого газа в питательные вещества.

Ранее ученые создавали молекулы, способные переносить один электрон. Однако для работы систем искусственного фотосинтеза необходимо переносить как минимум две такие частицы. Швейцарским химикам удалось решить эту проблему с помощью молекулы, состоящей из пяти основных блоков:

• центральный элемент, отвечающий за поглощение фотонов;
• две пары ароматических органических молекул, склонных отдавать или поглощать электрон.

Последовательные взаимодействия этих структур с двумя вспышками света приводят к тому, что атом рутения, встроенный в центральный элемент, заставляет "хвосты" данной молекулы по цепочке обмениваться зарядами и высвобождать два электрона. В таком состоянии это вещество может находиться очень долгое время, достаточное для расщепления воды или углекислого газа. Это открывает путь для создания подобных систем, способных извлекать энергию из обычного солнечного света без использования систем его концентрации, заключили ученые.