Wirusowy sposób na rozszczepienie wody

Naukowcy z MIT pracują nad obiecującym sposobem uzyskiwania wodoru z wody w procesie fotolizy. Ciekawostką jest, iż do pracy nie wprzęgnęli - tak jak inne zespoły - przeprowadzających fotosyntezę roślin, ale zmodyfikowanego wirusa, którego, powiedzmy sobie szczerze, potraktowali wyjątkowo przedmiotowo.

M13 to zmodyfikowany bakteriofag (wirus bakteryjny). Dzięki zmianie materiału genetycznego jest obecnie nieszkodliwym, powolnym narzędziem w ręku badaczy. Sami inżynierowie nie myślą o nim inaczej, jak o zwyczajnym kawałku specyficznego drutu, którego zadaniem jest przesyłanie energii.

W układzie rozbijającym wodę na cząstki składowe wykorzystane zostały trzy główne elementy: wspomniany już wirus M13, katalizator, którym jest tlenek irydu, oraz biologicznie aktywny pigment - porfiryna cynku. Porfiryna wyłapywała światło słoneczne, przekazując jego energię poprzez wirusa na katalizator. To zaś prowadziło do przeprowadzenia reakcji rozbicia cząstki wody na wodór i tlen.

Wydajność tego układu może jednak z czasem spadać - powodem jest zlepianie się cząstek wirusa. Zespołowi kierowanemu przez prof. Angelę Belcher udało się znaleźć rozwiązanie: cząstki wirusa umieszczone zostały w mikrożelowej matrycy - w ten sposób zachowane zostają i stabilność, i wydajność układu.

I tak oto z podglądania naturalnej fotosyntezy zrodził się pomysł, by opracować technologię opartą nie na samych częściach roślinnych przeprowadzających ów proces biologiczny, ale na zachodzących w nich reakcjach. Wprawdzie zespołowi z MIT udało się na razie uzyskać tlen, co stanowi niejako połówkę reakcji, ale  - jak sami optymistycznie przewidują - kwestią czasu jest, by rozgryźć drugą cześć procesu, związaną już z wodorem (który na chwilę obecną w reakcji sztucznego rozbicia cząstek powstawał w postaci protonów i elektronów). Prof. Angela Belcher nie spekuluje, ile czasu może zająć rozgryzienie tajników procesu uzyskania wodoru w postaci nadającej się do wykorzystania jako paliwo. Przewiduje jednak, że w ciągu dwóch lat uda się stworzyć prototyp urządzenia, w którym proces rozszczepiania wody z użyciem omawianej metody będzie przebiegał stabilnie i bezproblemowo.

Źródło: MIT