Учёные из Китая представили технологию, которая звучит почти как научная фантастика: с помощью солнечного света они превращают углекислый газ и воду в ценные химические вещества — в том числе в соединения, лежащие в основе бензина. По сути, речь идёт о новом шаге к «солнечному топливу», способному снизить зависимость мира от ископаемых ресурсов.
Разработка вдохновлена фотосинтезом — процессом, благодаря которому растения миллиарды лет эффективно преобразуют свет, воду и CO₂ в химическую энергию. Можно ли повторить этот трюк в лаборатории и на заводах? Китайские исследователи считают, что да — и у них есть убедительные аргументы.
Как это работает
Команда из Китайской академии наук и Гонконгского университета науки и технологий создала специальный материал, способный временно накапливать электрический заряд, возникающий под действием солнечного света. Этот «резервуар электронов» повышает эффективность ключевой реакции — фотохимического восстановления углекислого газа.
В центре технологии — процесс, известный как фотокаталитическое восстановление CO₂. Под действием света углекислый газ превращается в монооксид углерода (CO). Сам по себе он не является топливом, но служит важным промежуточным звеном: из CO уже можно синтезировать жидкие углеводороды — аналоги привычного бензина и керосина.
Учёные объединили свою систему с различными катализаторами и добились устойчивого солнечного производства монооксида углерода. Результаты они описали в журнале Nature Communications, назвав подход «биоинспирированной стратегией накопления заряда» для эффективного получения солнечного топлива.
Топливо без нефти и угля
Интерес к светозависимому превращению CO₂ растёт во всём мире — и неслучайно. Такая технология решает сразу две проблемы: сокращает выбросы парниковых газов и снижает нагрузку на природные ресурсы. Особенно перспективно производство солнечных синтетических топлив, которые по своим свойствам близки к ископаемым и могут использоваться в уже существующей инфраструктуре.
Это критически важно для отраслей, где электрификация идёт тяжело — авиации, морского транспорта, тяжёлой промышленности. Вместо радикальной перестройки всей энергетической системы можно получить топливо «нового происхождения», но привычного формата.
Подражая природе
Одна из главных проблем искусственного фотосинтеза — необходимость так называемых жертвенных реагентов: органических веществ, которые расходуются ради поддержания реакции. Они дороги и далеки от экологической устойчивости.
В природе всё устроено иначе. Растения используют специальные молекулы, временно хранящие электроны, чтобы эффективно передавать энергию между стадиями фотосинтеза — в том числе между окислением воды и восстановлением CO₂.
Вдохновившись этим механизмом, китайские исследователи разработали материал на основе триоксида вольфрама (WO₃), модифицированного серебром. Под солнечным светом он накапливает электроны, а затем отдаёт их «по требованию», поддерживая химические реакции. По эффективности система сопоставима с решениями на органических реагентах, но при этом универсальна и экологичнее.
Эксперименты показали, что даже обычный солнечный свет способен запускать процесс — важный шаг к практическому применению технологии вне лабораторий.
Авторы подчёркивают: их подход может стать универсальным строительным принципом для автономных фотокаталитических систем. Он соединяет возобновляемую энергию и потребности энергоёмкой промышленности, закрывая один из самых сложных разрывов современной энергетики.
До массового «солнечного бензина» ещё далеко, но направление задано чётко. Если природа справляется с этим уже миллиарды лет, почему бы не поучиться у неё чуть внимательнее?
