最近由美國能源部阿貢國家實驗室的科學(xué)家進(jìn)行的氫燃料研究發(fā)現(xiàn)了一種新工藝，它結(jié)合了兩種膜結(jié)合蛋白復(fù)合物，利用太陽能將水分子完全轉(zhuǎn)化為氫和氧。

新工藝使用兩種蛋白質(zhì)復(fù)合物

研究人員的工作建立在之前的一項研究之上，該研究分析了一種稱為光系統(tǒng)I的蛋白質(zhì)復(fù)合物。該膜蛋白能夠利用光能將電子供給產(chǎn)生氫的無機(jī)催化劑。也就是說，這部分反應(yīng)僅占?xì)錃馍a(chǎn)所需的整個過程的一半。

在他們的氫燃料研究中，科學(xué)家使用了第二種蛋白質(zhì)復(fù)合物，它通過利用光能來分解水并從中吸收電子。這被稱為Photosystem II。使用Photosystem II，研究人員能夠從水中取出電子并將它們傳送到Photosystem I.

這兩種蛋白質(zhì)復(fù)合物嵌入類囊體膜中，例如在高等植物中產(chǎn)生氧氣的葉綠體中發(fā)現(xiàn)的那些膜。“我們直接從大自然中取出的膜，對于配對兩個光系統(tǒng)至關(guān)重要，”Argonne化學(xué)家Lisa Utschig 說，EurekAlert報道!“它在結(jié)構(gòu)上同時支持它們，并提供蛋白質(zhì)間電子轉(zhuǎn)移的直接途徑，但不會阻礙催化劑與光系統(tǒng)I的結(jié)合。”

他們的氫燃料研究使用鈷或含鎳催化劑而不是鉑

在這項研究中，研究人員使用鈷或含鎳催化劑而不是鉑，這在早期的研究中已被使用。使用這些催化劑代替鉑可以降低成本，這是與氫生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)相關(guān)的另一個潛在好處。