科學(xué)家們破解了自然界水分解公式中的一個(gè)關(guān)鍵步驟,該公式為地球上所有的植物生命提供能量,并可用于制造無(wú)限便宜的可再生燃料。
澳大利亞國(guó)立大學(xué)(ANU)和馬克斯普朗克化學(xué)能轉(zhuǎn)換研究所(MPI-CEC)領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究,首次確定了一個(gè)重要的光合作用過(guò)程,使植物能夠分解水。
首席研究員、博士尼克考克斯(Nick Cox)表示,如果人類(lèi)能夠利用自然界這樣廉價(jià)的材料分解水,那么社會(huì)將會(huì)有無(wú)窮無(wú)盡的廉價(jià)氫燃料用于交通運(yùn)輸,沒(méi)有碳排放會(huì)造成人類(lèi)引發(fā)的氣候變化。
澳大利亞國(guó)立大學(xué)化學(xué)研究所的考克斯博士說(shuō):“足夠的陽(yáng)光將在一小時(shí)內(nèi)照射到地球上,為所有人類(lèi)活動(dòng)提供一年以上的時(shí)間。”
“植物利用收獲的能量分解水分,制造復(fù)雜的碳水化合物,為植物生長(zhǎng)和繁殖提供食物。這一過(guò)程也將包括人類(lèi)在內(nèi)的動(dòng)物的氧氣添加到我們的大氣環(huán)境中。
“從自然界復(fù)制這一過(guò)程將帶來(lái)新的和改進(jìn)的可再生能源儲(chǔ)存技術(shù)?!?
MPI-CEC研究員瑪麗亞克里斯納博士說(shuō),這項(xiàng)研究揭示了一種關(guān)鍵酶是如何“呼吸”獲得水分的。
Chyrsina博士說(shuō):“在反應(yīng)周期的中間,酶可以像手風(fēng)琴一樣伸展,這樣它就可以有序地吸收水分,開(kāi)始分裂過(guò)程?!?
澳大利亞國(guó)立大學(xué)聯(lián)合研究員Eiri Heyno博士說(shuō),如果沒(méi)有該團(tuán)隊(duì)確定的關(guān)鍵步驟,自然界的水分裂可能會(huì)受到阻礙。
Henoo博士說(shuō):“沒(méi)有水的細(xì)致有序的結(jié)合,可能會(huì)釋放更多的活性氧分子,從而解鎖整個(gè)水分解過(guò)程。”
這項(xiàng)研究還涉及瑞典研究人員,并在美利堅(jiān)合眾國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士會(huì)議上作了介紹。
研究小組使用了一種叫做電子順磁共振(EPR)光譜學(xué)的技術(shù),這種技術(shù)創(chuàng)造了光合作用中所涉及的反應(yīng)位點(diǎn)的三維圖像。
在澳大利亞研究委員會(huì)(ARC)、新南威爾士大學(xué)、昆士蘭大學(xué)、悉尼大學(xué)和臥龍崗大學(xué)的支持下,考克斯博士領(lǐng)導(dǎo)在澳大利亞國(guó)立大學(xué)建立了一個(gè)新的最先進(jìn)的EPR設(shè)施。
他說(shuō):“新設(shè)施將在比現(xiàn)在更高的磁場(chǎng)下運(yùn)行,從而可以對(duì)醫(yī)療、生物、化學(xué)和材料研究以及工業(yè)應(yīng)用進(jìn)行更詳細(xì)的測(cè)量。