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植物拥有一项令科学家羡慕的技能:通过光合作用将水分解为氢气和氧气。 在工业规模上执行这项任务可以为生产清洁氢燃料开辟一条新途径。 为此,科学 杂志在线发表的最新研究结果可能证明是有用的。 研究人员报告说,他们已经非常详细地观察到了该过程的关键。
伦敦帝国学院的研究合著者吉姆·巴伯说:“大自然在25亿年前就弄清楚了如何以节能的方式利用阳光分解水。” “通过揭示水分解中心的结构,我们可以开始解开如何也以节能的方式执行这项任务。” 巴伯和他的同事使用X射线晶体学技术,拍摄了植物光合作用系统II复合体中必不可少的催化剂的迄今为止最高分辨率的图像,从而实现了光合作用。 科学家分析了一种名为嗜热聚球菌的植物细菌,并确定该复合体由四个锰原子、四个氧原子和一个钙原子组成,排列成立方体,最活泼的锰原子附着在一个角氧原子上。 帝国学院和日本科学技术振兴机构的团队成员岩田壮说:“我们的结构还揭示了关键氨基酸(蛋白质的组成部分)的位置,这些氨基酸提供了辅因子如何被募集到反应中心的详细信息。”
目前将水分解成其组成部分的电解方法比天然气和汽油都昂贵得多,因此不是氢燃料的可行途径。 新的研究可能有助于降低这些障碍。 巴伯说:“使用光合作用方法从水中制造氢气将比使用电解方法有效得多,如果我们能够学会利用地球上3.26亿立方英里的水中的哪怕一小部分,我们就可以开始解决世界对新型环保能源的迫切需求。”