Levnější vodíkové palivo

Rozklad vody na vodík a kyslík pomocí elektrické energie, tedy elektrolýza, je energeticky velmi náročný proces. Desítky vědeckých týmů z celého světa se proto snaží najít alternativní cesty, jak získat vodíkové palivo z vody snadněji. Výzkumníkům z MIT se povedlo do tohoto procesu zapojit geneticky upravený virus. Vyvinuli tak zajímavou analogii biologické fotosyntézy, díky které získávají energii rostliny.

Zmíněný virus v procesu slouží jako jakési "lešení", ovšem v rozměrech nanometrů. Pomocí něj totiž došlo ke zvláštnímu prostorovému uspořádání klíčových chemických složek, které jsou potřebné k rozkladu vody. Normální využití sluneční energie při rozkladu vody spočívá v její proměně na elektrickou energii a až pomocí ní se provádí klasická elektrolýza. Vědcům z MIT se ale pomocí viru podařilo využít světelné sluneční energie k rozkladu vody přímo, tedy podobným způsobem, jakým se účastní fotosyntézy.

Neškodný bakteriální virus M13 se stal kostrou, která na sebe navázala katalyzátor, tím byl oxid iridia, a biologický pigment, zinkový porfyrin. Tato přesně uspořádaná struktura na bázi virů zafungovala jako jakýsi "drátěný" foto-elektronický nanopřístroj, který začal velmi efektivně rozkládat molekuly vody. Po čase ovšem tato struktura zanikala či kolabovala. Výzkumníci museli její trvanlivost podpořit vnořením celého systému do mikrogelové matrice. Zmíněný biologický pigment, zinkový porfyrin, se stal analogií rostlinné fyzikálně-chemické složky, která slouží k přivedení světelné energie do nitra celého procesu. Jde tedy vlastně o jakousi anténu, která zachycuje světlo. Struktura viru pak slouží jako dráty, které rozvádějí energii po celém molekulárním stroji. Bez virové kostry by byl celý proces mnohem méně efektivní.

Výzkumníci chtějí postupně dosáhnout až 10x větší efektivity při produkci vodíku a kyslíku, než jakou poskytuje skutečná přírodní fotosyntéza.