Группе учёных из Токийского технологического института (Tokyo Institute of Technology) под руководством профессора Осаму Ишитани (Osamu Ishitani) удалось найти практический способ применения эффекта искусственного фотосинтеза для преобразования двуокиси углерода (CO2) в окись углерода (CO). Для этого в качестве фотокатализатора учёные использовали сложное супермолекулярное комплексное рутений-рениевое (Ru-Re) соединение.

[показать]

Углекислый, или по-другому "парниковый газ" – побочный эффект нашей цивилизации, в последнее время присутствует в атмосфере планеты что называется в избытке, и с этими избытками уже не справляется ни Мировой океан, частично его поглощающий, ни земная флора, "питающаяся" углекислотой и взамен генерирующая кислород с помощью фотосинтеза.

Напомним что двуокись углерода CO2 представляет собой достаточно стойкое соединение. Другое дело монооксид углерода (CO, окись углерода, или попросту "угарный газ"), который, будучи полученным в результате промышленных масштабов искусственного фотосинтеза, помог бы не только эффективно избавляться от избытков парникового газа в атмосфере, но также в перспективе позволил бы с минимальными затратами производить очень полезные углеводороды вроде крахмала или сахарозы фактически из воздуха.

Первоначальный объект исследований группы японских учёных – комплексное соединение на основе рения (Re), является замечательным фотокатализатором, используемым как для разложения воды на водород и кислород, так и для разложения углекислого газа до монооксида углерода с квантовой эффективностью 0.59. Проблема в том, что рениевое комплексное соединение достаточно неохотно поглощает энергию спектра солнечного света наиболее эффективного видимого диапазона 400-800 нм, "предпочитая" ультрафиолетовый участок с длиной волны менее 450 нм, к тому же это соединение достаточно нестабильно.

Учёные сконцентрировали внимание на изучении комплексного соединения на основе рутения (Ru), известного как превосходный сенсибилизатор и поглощающего видимый свет в спектре от 500 нм и выше с высокой квантовой эффективностью уровня 0.21.

Полученное в результате Re-Ru супермолекулярное комплексное соединение в присутствии восстановителей класса аминов способно обеспечивать фотосинтез с очень высокой квантовой эффективностью.

Сейчас на повестке дня исследователей – повышение стабильности полученной супермолекулы, а также оптимизация длины лигандов в в несвязанной системе и структуре рениевого комплекса. Иными словами, до фабрик искусственного фотосинтеза ещё далеко, но перспективы обнадёживают.