نانودستگاه جدید از انرژی خورشیدی هیدروژن تولید می کند - یادداشت سریع

به گزارش خبرنگار فناوری خبرنگاران، دانشمندان طراحی یک PSI-GNP-PSII مزدوج را توصیف کردند که می تواند به عنوان بستری برای دستگاه نانویی تقسیم آب برای تولید هیدروژن در طیف سنجی و تصویربرداری زیست پزشکی توسعه یابد.

از نظر عده ای، انرژی خورشیدی راه چاره نهایی برای رفع بحران فعلی انرژی و گرم شدن کره زمین و بحران های زیست محیطی ناشی از مصرف بیش از حد سوخت های فسیلی است. با این حال، دریافت و ذخیره سازی این منبع انرژی تمیز و پایان ناپذیر سخت است. در یک مطالعه جدید، محققان پیشنهاد کردند که از انرژی خورشیدی برای تولید هیدروژن با تقسیم آب استفاده شود.

هیدروژن انرژی تمیز و منعطفی است که در اصل از سوخت های فسیلی تولید می شود. در یک رویکرد دیگر، دانشمندان بررسی کردند که چگونه گیاهان و دیگر ارگانیسم ها از فتوسنتز برای تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی که می تواند ذخیره وهنگام نیاز به سوخت در فعالیت های موجود زنده آزاد شود، استفاده می کنند. آن ها یک نانوذره طلا مزدوج را طراحی کردند که می تواند به عنوان بستری برای توسعه یک سیستم فتوسنتز نیمه مصنوعی با استفاده از دستگاه نانویی تقسیم کننده آب برای تولید هیدروژن استفاده شود.

تاکومی نوگوچی، سرپرست پروژه از دانشکده علوم مواد دانشگاه ناگوایا ژاپن گفت: فتوسنتز در گیاهان و جلبک ها یک هدف موثر برای تبدیل نور به انرژی است تا انرژی شیمیایی قابل ذخیره تولید کند. فتوسنتز مصنوعی از فتوسنتز طبیعی تقلید می کند، اما به طور مستقیم به جای قند سوخت هایی نظیر الکل و هیدروژن تولید می کند و ممکن است کلیدی برای حل مشکل انرژی ما باشد.

در این مطالعه، دانشمندان سیانوباکتری سیستم فتوشیمیایی I (PSI) و سیستم فتوشیمیایی II (PSII) جمع شده روی یک نانوذره طلا (GNP) را جمع آوری کردند تا PSI-GNP-PSII مزدوج از طریق علامت های هیستیدن های اصلاح شده ژنتیکی متصل به پروتئین های PSI و PSII را با هدف توسعه نانوسیستم تقسیم آب تولید کنند.

اندازه گیری فلورسانس تک ذره با استفاده از میکروسکوپ کرایوژنیک و همچنین جذب نوری معمولی و اندازه گیری فلورسانس شواهد قطعی را ارائه می دهد که هر دو تجمیع PSI و PSII با هم به یک GNP واحد در ترکیب تولیده شده PSI-GNP-PSII مزدوج بهم پیوند خورده اند.

این گروه تحقیقاتی قبلاً نشان داده بود که تجمیع هسته PSII فعالیت تحول اکسیژن را در ترکیبات PSII-GNP حفظ می کنند، که در آن تجمیع های PSII از طرف گیرنده الکترونی به GNP متصل می شوند. همچنین گزارش شده است که تجمیع PSI می تواند هیدروژن را در هنگام پرتوافکنی الکترونی با استفاده از دهنده های الکترونی هنگام اتصال به نانوذرات پلاتین، خارج کند.

محقق این طرح گفت: بنابراین، PSI-GNP-PSII مزدوج که ما در مطالعه جاری ایجاد کردیم می تواند بستر مفیدی برای توسعه بیشتر دستگاه نانویی تقسیم آب برای تولید هیدروژن از آب با استفاده از انرژی خورشیدی باشد.