Новий метод штучного фотосинтезу перетворює відходи на ліки та енергію

Вчені розробили революційний метод штучного фотосинтезу, який не лише імітує природні процеси рослин, але й відкриває нові горизонти для хімічного виробництва. Технологія, розроблена дослідниками з Університету Нагої, дозволяє перетворювати відпрацьовані органічні сполуки на цінні хімічні речовини та енергію, використовуючи лише сонячне світло та воду, повідомляє 24 Канал з посиланням на Nature Communications.

Новий підхід до штучного фотосинтезу

На сьогодні вже існує кілька різних досліджень у сфері штучного фотосинтезу. Проте всі вони залишаються на експериментальному етапі та не застосовуються у промислових масштабах для вирішення екологічних проблем, таких як поглинання вуглекислого газу та зменшення парникового ефекту.

Дослідницька група під керівництвом доцента Шого Морі та професора Сусуму Сайто з Університету Нагої розробила інноваційний метод, названий "штучний фотосинтез, спрямований на органічний синтез" (APOS). Цей метод використовує сонячне світло та воду для отримання енергії та цінних органічних сполук, включаючи фармацевтичні препарати, з відходів.

"Штучний фотосинтез включає хімічні реакції, які імітують те, як рослини перетворюють сонячне світло, воду і вуглекислий газ на багату енергією глюкозу. При цьому не утворюються відходи, які часто виникають в інших процесах, а лише енергія та корисні хімічні речовини", – пояснює Сусуму Сайто.

Як працює технологія APOS

Ключем до успіху APOS є спільна дія двох типів неорганічних напівпровідникових фотокаталізаторів. Ці каталізатори сприяють розкладанню органічних відходів і води шляхом розщеплення води, що призводить до синтезу корисних органічних сполук і екологічно чистого "зеленого" водню.

Особливістю APOS є його здатність використовувати органічні речовини та воду як сировину, що є фундаментальним зрушенням у застосуванні штучного фотосинтезу порівняно з традиційними методами.

Практичне застосування технології

У ході експериментів дослідники використовували різноманітну органічну сировину для синтезу понад 25 різних спиртів та ефірів, що мають широкий спектр застосувань. Серед синтезованих речовин — аналог антидепресанту та ліки проти сінної лихоманки. Метод також дозволяє модифікувати існуючі органічні матеріали, що було продемонстровано на прикладі препарату для лікування підвищеного рівня ліпідів у крові.

"Наша найсучасніша методика потенційно може виробляти корисні вуглецеві матеріали без утворення вуглекислого газу та відходів. Ми використовували ацетонітрил, який є побічним продуктом промислового виробництва полімерів та вуглецевих нановолокон. Використання його в APOS дозволило перетворити його на корисний продукт, що потенційно зменшує кількість відходів", – зазначив Сайто.

Перспективи для сталого розвитку

Це дослідження може покласти початок новій галузі штучного органічного синтезу шляхом фотосинтезу. Очікується, що його результати сприятимуть сталому виробництву медичних та сільськогосподарських хімікатів з використанням відновлюваної енергії та природних ресурсів, таких як сонячне світло і вода.

Прорив японських вчених пропонує екологічно чисте рішення для хімічної промисловості, яке може значно зменшити вуглецевий слід галузі та сприяти досягненню цілей сталого розвитку.

Більше новин читайте на GreenPost.