Биотехнология: Монография. Волова Т.Г. - 161 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

160
тем. Эти системы, независимо от природы составляющих ее компонентов,
должна иметь два элемента: 1) электрон-транспортную систему фотосинте-
за, включающую систему разложения воды; 2) катализаторы образования
водорода. В качестве катализаторов образования водорода можно использо-
вать как неорганические катализаторы (металлическая платина), так и фер-
ментативные (гидрогеназы). Последние могут функционировать как в рас-
творимом, так
в иммобилизованном состоянии. Принципиальная схема сис-
темы дана на рис. 5.2. Разработки последних лет представлены различными
системами: 1) включающие хлоропласты растений, ферредоксин и бактери-
альные гидрогеназы (рис. 5.2, А); 2) содержащие хлоропласты, медиатор
(низкомолекулярный переносчик электронов) и бактериальные гидрогеназы
(рис. 5.2, В); 3) с использованием фотосинтетических водорослей:
H фотосинтез на свету
OH (в темноте)
2
2
2
микроводоросли + свет
⎯→⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
→
а также с бактериальными иммобилизованными клетками:
Н
2
О + НАД
Anabaena nidulans
⎯→⎯⎯⎯⎯⎯ НАДН + О
2
,
НАДН
Rhodospirillum rubrum
⎯→⎯⎯⎯⎯⎯⎯
Н
2
+ НАД
+
.
Опыт лабораторного функционирования таких систем биофотолиза по-
зволяет провести некоторую предварительную оценку эффективности
процесса. Так, при расходовании в сутки 106 Дж/м
2
солнечной энергии
(100 Вт/м
2
) система способна производить до 90 л Н
2
/м
2
в сутки, что соот-
ветствует количеству энергии в 400 Дж.
На основе гидрогеназ, в принципе, любая растительная фотосистема
способна продуцировать водород. Целью этих исследований является раз-
работка полностью искусственных систем, действующих по схеме естест-
венных водорослевых или бактериально-растительных систем. В принци-
пе в такой системе станет возможным применение вместо гидрогеназы
катализатора типа FeS, а вместо хлоропластов – препарата хлорофилла, а
также марганцевый катализатор для извлечения кислорода из воды и вы-
свобождения протонов и электронов.
Система биокаталитического получения водорода пока является един-
ственным примером одностадийной системы, способной работать в види-
мых лучах света. Эта система чрезвычайно ценна, так как работает на не-
исчерпаемых источниках
– энергии (солнечный свет) и сырья (вода) и вы-
деляет при этом экологически чистый и высококалорийный энергоноси-
тель – водород. Интенсивное совершенствование таких систем будет важ-
ным этапом в процессах превращения солнечной энергии в водород.

Страницы