用光合作用生产氢

【美国大学每日科学新闻网站8月23日文章】氢气很可能会成为未来的“绿色”能源。虽然氢元素在自然界普遍存在，但它却常常与其它物质混合在一起。目前生产氢燃料的方法（如从天然气中提取氢气）不但能量效率差，而且还会污染环境。
美国田纳西大学环境生物技术研究中心和橡树岭国家实验所的研究人员在英国《光化学与光生物学》月刊6月号上发表文章，论证了通过改变光合作用（植物利用阳光生产“食物”的过程）的方向来生产氢气的可能性。
研究人员从菠菜中提取了完整的光合综合体（光合系统I）并给每个分离出来的光合综合体的一侧涂上一层铂原子。在加入电子给体后，这种“镀铂综合体”就可利用可见光生产氢气了。
光合作用是两个光合系统（称为光合系统I和光合系统II）共同作用的结果，这两个光合系统存在于植物的叶绿体中，通过连接结构结合在一起。
实验过程中，研究人员将光合系统I与光合系统II分离开来，即去掉光合系统II和连接结构并使光合系统I中的化学反应改变方向以生产氢气分子。
这是研究人员第一次用镀铂光合系统I来生产氢气，这一光合系统代表了人类有史以来制造的最小的纳米级氢气发生系统。
到目前为止，研究人员在让光合作用改变方向以生产氢气时必须给光合系统I提供高能给体，如抗坏血酸盐。研究人员下一步需要分别提取光合系统I和光合系统II,然后再把它们“从头到脚”重新连接起来，从而使光合系统II可以直接给光合系统I提供分解水分子过程中产生的电子。
如果实验成功，这一纳米级光合系统就可以不断地生产氢气和氧气，氢和氧的混合燃料燃烧时会释放出热量——燃烧后唯一的废物就是水。