Несмотря на все перспективы водородной энергетики, ее широкое развитие и внедрение в настоящее время сдерживает отсутствие доступного способа получения водорода, не требующего огромных энергетических затрат. Весь водород, которые вырабатывается сейчас в промышленных масштабах, является побочным продуктом, получающимся от производства некоторых видов пластмасс, изготавливаемых из нефти. А для широкого внедрения, к примеру, автомобилей на водородном топливе, требуются более эффективные, более чистые методы его получения. Важный прорыв в этой области осуществили ученые из Национальной лаборатории Ок-Ридж (Oak Ridge National Laboratory, ORNL), которые достигли значительных успехов в создании самособирающихся фотосинтетических систем, способных вырабатывать водород, используя энергию солнечного света.

Исследователи ORNL продемонстрировали биогибридную фотоконверсионную систему, основанную на взаимодействии фотосинтетических белков естественного происхождения с синтетическими полимерами. Используя нейтронный анализ (small-angle neutron scattering analysis), они доказали, что сложная смесь белков и протеинов естественного происхождения (light harvesting complex II, LHC-II) взаимодействуя с некоторыми видами искусственных полимеров, могут собраться в тонкую мембранную структуру, вырабатывающую водород под воздействием солнечного света.

Реализация такой способности LHC-II образовывать структуру фотосинтетической мембраны, является существенным шагом к развитию биогибридных фотоконверсионных систем, обладающих высокой эффективной преобразующей площадью. Основной задачей, выполняемой белками LHC-II, является сбор солнечной энергии и преобразование ее в химическую энергию, которая затем на платиновых катализаторах будет использоваться для получения чистого водорода, готового к использованию в качестве энергоносителя и топлива.

"Создание самовосстанавливающейся синтетической фотоконверсионной системы, несомненно, является большим прогрессом в области солнечной энергетики. Способность нового материала самостоятельно поддерживать и восстанавливать структуру позволит избежать потери эффективности всей системы на протяжении очень длительного промежутка времени" - рассказывает исследователь Центральной лаборатории структурной и молекулярной биологии ORNL Хью О'Нил (Hugh O'Neill). - "Это первый пример того, как белки естественного происхождения могут влиять на свойства синтетических материалов. Сделанное открытие может с успехом использоваться для создания самовосстанавливающихся элементов будущих солнечных энергетических систем".

Более подробно результаты этих исследований описаны в журнале Energy & Environmental Science.