Использование белков, участвующих в процессе фотосинтеза, позволяет разрабатывать доступные и эффективные устройства для преобразования энергии. Однако, хотя белки, такие как фотосистема I, являются устойчивыми по своей природе, использование изолированных белковых комплексов, включенных в полуискусственные электроды, связано со значительно короткой долговременной стабильностью. Как следствие, технологическое применение таких биоустройств все еще ограничено. Исследователи из Ruhr-Universität Bochum (RUB) показали, что тщательная работа биоэлектрода на основе фотосистемы при исключении кислорода является ключом к достижению высокой стабильности.
Команда, состоящая из доктора Фанъюань Чжао, доктора Адриана Руффа, доктора Фелипе Консуэло и профессора Вольфганга Шуманна с кафедры аналитической химии и Центра электрохимических наук, вместе с профессором Матиасом Рёгнером с кафедры растений Бохума Биохимия описывает результаты в Журнале Американского химического общества.
Использование экологически чистой энергии
Эффективное производство энергии для более устойчивого общества в настоящее время является постоянной проблемой. Поэтому важно не только понять, но и преодолеть процессы, которые в настоящее время ограничивают время жизни технологий преобразования зеленой и возобновляемой энергии. Среди различных перспективных методов особый интерес представляет использование белковых комплексов, участвующих в процессе фотосинтеза, для изготовления полуискусственных устройств в связи с их высокой эффективностью и большой природной доступностью.
Кислород виноват
Ученые уже показали в предыдущем исследовании, что при работе биоэлектрода образуются реактивные молекулы, которые повреждают фотосистему I и ответственны за ограниченный срок службы биоустройства. Эти реактивные виды связаны с использованием кислорода в качестве конечного акцептора электронов. Поэтому была предложена конструкция биоэлектродов, работающих в бескислородной среде.
Важный шаг к приложению
Теперь доказано, что работа биоэлектрода в отсутствие кислорода эффективно увеличивает срок службы устройства на значительный период по сравнению с результатами, полученными в присутствии кислорода окружающей среды. Как поясняют авторы, полученные результаты являются важным шагом на пути к эффективной разработке и возможному применению фотобиоустройств для преобразования энергии.