تولید هیدروژن از ویتامین C با کمک باکتری و نور خورشید

پژوهشگران فتوکاتالیستی ساختند که می‌تواند با انجام فتوسنتز مصنوعی، ویتامین C را به هیدروژن تبدیل کند. در این روش از نوعی باکتری و نور خورشید استفاده می‌شود.

محققان با موفقیت فناوری ساخت نانوکامپوزیت فلوروفور سوپر مولکولی را با استفاده از نانومواد توسعه دادند و یک سیستم تولید بیوهیدروژن آلی خورشیدی پایدار ایجاد کردند.

به گزارش ایسنا، این تیم تحقیقاتی از خواص جذب نانو پلیمرهای فلز-پلی فنل مبتنی بر اسید تانیک برای کنترل خودآرایی و خواص نوری رنگ‌های فلورسنت و همچنین شناسایی مکانیسم‌های تحریک نور و انتقال الکترون استفاده کردند. بر اساس این یافته‌ها، آنها سیستم تولید بیوهیدروژن مبتنی بر انرژی خورشید را با استفاده از باکتری‌هایی با آنزیم‌های هیدروژناز پیاده‌سازی کردند.

این یافته‌ها در مجله Angewandte Chemie International Edition منتشر شده است. این تحقیقات به‌صورت مشترک توسط پروفسور هیوجونگ چا در گروه هیدروژن و انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشگاه ملی کیونگ پوک و پروفسور چیونگ پارک در گروه علوم و مهندسی انرژی، مؤسسه علوم و فناوری Daegu Gyeongbuk انجام شد.

در طول فتوسنتز طبیعی، کلروفیل انرژی نور را جذب کرده و الکترون‌ها را برای تبدیل آن به انرژی شیمیایی منتقل می‌کند. فتوسنتز مصنوعی که فرآیند طبیعی فتوسنتز را تقلید می‌کند، از نور خورشید برای تولید منابع ارزشمندی مانند هیدروژن استفاده می‌کند و به عنوان یک راه حل انرژی پایدار توجه را به خود جلب کرده است.

تیم پروفسور پارک، فتوکاتالیست سوپر مولکولی ایجاد کرده است که می‌تواند شبیه به کلروفیل در طبیعت الکترون‌هایی را با تغییر رودامین، یک رنگ فلورسنت موجود، به یک ساختار آمفی‌فیلیک منتقل کند. این تیم از فناوری نانو پوشش فلز-پلی فنل مبتنی بر اسید تانیک برای بهبود عملکرد و دوام استفاده کردند.

به نقل از ستاد نانو، در نتیجه، آنها عملکرد تولید تقریباً ۱۸٫۴ میلی‌مول هیدروژن در ساعت برای هر گرم کاتالیزور را تحت طیف مرئی نشان دادند. این عملکرد ۵٫۶ برابر بیشتر از مطالعات قبلی بود.

این تیم تحقیقاتی رنگ سوپرمولکولی تازه توسعه یافته خود را با Shewanella oneidensis MR-۱، باکتری که قادر به انتقال الکترون است، ترکیب کردند تا یک سیستم ترکیبی زیستی ایجاد کنند که اسید اسکوربیک (ویتامین C) را با استفاده از نور خورشید به هیدروژن تبدیل می‌کند. این سیستم برای مدت طولانی به طور پایدار عمل کرد و توانایی خود را در تولید مداوم هیدروژن نشان داد.

پروفسور پارک می‌گوید: مطالعه دستاورد مهمی است که مکانیسم‌های خاص رنگ‌های آلی و فتوسنتز مصنوعی را نشان می‌دهد. من می‌خواهم تحقیقات بعدی را بر روی سیستم‌های جدید مبتنی بر شیمی سوپر مولکولی با ترکیب میکروارگانیسم‌های کاربردی و مواد جدید انجام دهم.