Пока - метилвиологен

Итоги подводить рано. Изучение растений, их новой роли поставщика водорода только началось.

Как же в настоящее время мыслится осуществление этого процесса?

Вероятнее всего, так, Наиболее развит аппарат фотосинтеза у высших (не случайный эпитет) растений. Но запрячь их в водородную повозку совсем непросто. Поэтому выбрали иной, обходной путь - модельные системы. Давно доказано: фотосинтез идет в хлоропластах - органеллах, присутствующих в каждой клетке зеленого листа и специализирующихся на улавливании лучей Солнца. Вот и надумали: разрушить клетки растений, выделить хлоропласты в чистом виде и поместить их в специально приготовленный раствор - среду, удобную для их функционирования.

Процесс выделения водорода в такой системе должен идти таким образом. Квант света, поглощенный одной из многих молекул хлорофилла, находящихся в каждом хлоропласте, передает свою энергию электрону.

Этот электрон подхватывают находящиеся в том же растворе, что и хлоропласты, переносчики электрона - наиболее удобен здесь пока метилвиологен.

Затем раствор с восстановленным (захватившим электрон) метилвиологеном перекачивается в реактор, содержащий фермент - гидрогеназу.

Гидрогеназа - это биологический катализатор, который очень успешно участвует в процессах выделения и поглощения водорода.

В химическом катализе самый лучший катализатор - платина. В определенном смысле она - эталон продуктивности для других катализаторов, которые пытаются создать химики. Однако гидрогеназа во много раз эффективнее платины.

Так вот, под действием гидрогеназы электроны переходят с восстановленного метилвиологена на воду. При этом выделяется молекулярный водород (газ), а метилвиол оген регенерируется (возвращается в исходное, годное для повторения процесса состояние).

Собственно, в такой системе идет уже не фотосинтез, а прямое разложение воды. С выделением на первой стадии кислорода, на второй - водорода.

Пока реально доступный в таких модельных системах КПД невелик - меньше одного процента, однако, подобрав более удачный, чем метилвиологен, переносчик электронов, исследователи надеются повысить КПД примерно до 10 процентов.