Artefarita fotosintezo: Malsamoj inter versioj

188 bitokojn aldonis ,  antaŭ 4 monatoj
pliaj korektoj
(korektis la restantajn erarojn de la traduka sistemo)
(pliaj korektoj)
Dum Nocera kaj kunlaborantoj atingis akvofendadon al oksigeno kaj protonoj, oni serĉas lumregatan procezon produkti hidrogenon. En 2009, la Instituto Leibniz por Katalizado raportis ke malaltkostaj feraj karbonilaj kompleksoj kapablas fari tion.<ref>{{Citaĵo el la reto|url=http://www.azonano.com/news.asp?newsID=14936|date=2 December 2009}}</ref> En la sama jaro, esploristoj ĉe la [[University of East Anglia|Universitato de Orienta Anglio]] ankaŭ uzis ferajn karbonilajn kombinaĵojn por produkti fotoelektrokemie hidrogenon je 60% efikeco, uzante oran elektrodon kovritan per tavoloj de india fosfido al kiu la feraj kompleksoj estis ligitaj. Ambaŭ ĉi tiuj procezoj uzis molekulan aliron, kie nanopartikloj kaŭzas la katalizon.
 
En 2009, F. Del Valle kaj K. Domen montris la efikon de la termika traktado en ferma atmosfero uzante {{chem|Cd|<sub>1-{{mvar|x}}|</sub>Zn|{{mvar|<sub>x}}|</sub>S}} fotokatalizilojn. {{chem|Cd|<sub>1-{{mvar|x}}|</sub>Zn|{{mvar|<sub>x}}|</sub>S}} solida solvaĵo atingas altan aktivecon en hidrogena produktado el akvofendado sub sunlumo.<ref>{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1016/j.cattod.2008.09.024}}</ref> Miksita heterogena/molekula aliro de esploristoj ĉe la Universitato de Kalifornio, Santa Cruz, en 2010, uzante kaj nitrogeno-dotitan kaj kadmian selenidon kvantumajn punktojn, sentivigitansensivigitan titanan dioksidon [[Nanopartiklo|nanopartikloj]]<nowiki/>n kaj [[Nanodrato|nanodratojn]], ankaŭ liveris hidrogenon.<ref name="Hensel">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1021/nl903217w}}</ref>
 
En 2009, oni raportis ke la kompanio Mitsubishi Chemical Holdings (Kemiaj Akciaroj) evoluigas la propran esploron pri artefarita fotosintezo uzante sunlumon, akvon kaj karbonan dioksidon "krei la karbonajn konstrublokojn de kiuj sintezi rezinojn, plastojn kaj fibrojn."<ref>{{Citaĵo el la reto|url=http://www.digitalworldtokyo.com/index.php/digital_tokyo/articles/man-made_photosynthesis_looking_to_change_the_world|date=14 January 2009}}</ref> La Instituto KAITEKI celas, redukti karbonan dioksidon per artefarita fotosintezo.<ref name="mitsubishi">{{Citaĵo el la reto|url=http://www.mitsubishi.com/e/csr/back/environment.html}}</ref><ref name="KAITEKI">{{Citaĵo el la reto|url=http://www.kaiteki-institute.com/research/index.html}}</ref>
 
En 2010, la [[Usona Departemento pri Energio|Usona Departemento de Energio]] establis, la Komunan Centron por Artefarita Fotosintezo.<ref>{{Citaĵo el la reto|url=http://solarfuelshub.org/}}</ref> Ĝia celo estas trovi kostefikan metodon produkti brulaĵojn per sunlumo, akvo kaj karbona-dioksido.  JCAP estas administrata de teamo de la [[Kalifornia Instituto de Teknologio]] (Caltech), direktita de Profesoro Nathan Lewis kaj kunvenigas pli ol 120 sciencistojsciencistojn kaj inĝenierojinĝenierojn de Caltech kaj ties ĉefa partnero, Laŭrenco Berkeley Nacia Laboratorio. JCAP ankaŭ utiligas la kapablojn de [[Universitato Stanford]], la [[Universitato de Kalifornio en Berkeley|Universitato de Kalifornio ĉe Berkeley]], UCSB, Universitato de Kalifornio, Irvine kaj [[Universitato de Kalifornio ĉe San-Diego|Universitato de Kalifornio ĉe San Diego]] kaj la Stanford Linia Akcelilo.  Cetere, JCAP servas kiel centro por esplorado pri sunaj brulaĵoj.
 
En 2011, Daniel Nocera kaj lia esplora teamo anoncis la kreon de la unua praktika artefarita folio. Nocera priskribis altnivelan sunan ĉelon kiu kapablas fendi akvon en oksigeno kaj hidrogeno, proksimume dek fojoj pli efike ol natura fotosinthezofotosintezo.<ref name="artificial leaf">{{Citaĵo el la reto|url=http://portal.acs.org/portal/acs/corg/content?_nfpb=true&_pageLabel=PP_ARTICLEMAIN&node_id=222&content_id=CNBP_026944&use_sec=true&sec_url_var=region1&__uuid=fc6e4031-a1f8-4093-9d1a-07bbc67134d0}}</ref>
La ĉelo estas plejparte faritafabrikita per malaltkostaj materialoj kiukiuj estas ĝenerale haveblaj, funkcias sub simplaj kondiĉoj kaj estas pli stabilaj ol antaŭaj kataliziloj: en laboratoriaj studoj, la artefarita folio, la prototipo, povis funkcii kontinue por almenaŭ kvardek kvin horoj sen falo en aktiveco. En majo 2012, la nova kompanio Suno Catalytix, bazita sur la esploro de Nocera, deklaris, ke ĝi ne pligrandigos la prototipon ĉar la aparato ne estas pli efika ol aliaj metodoj fari hidrogenon deel sunlumo.<ref>{{Citaĵo el gazeto|url=http://www.nature.com/news/artificial-leaf-faces-economic-hurdle-1.10703}}</ref>
 
Eminentaj fakuloj en la kampo subtenis proponon por Tutmonda Projekto pri Artefarita Fotosintezo kiel solvo de energia sekureco kaj klimata ŝanĝiĝo.<ref>{{Citaĵo el la reto|url=https://www.technologyreview.com/s/610177/the-race-to-invent-the-artificial-leaf/}}</ref>
 
== Aktuala esplorado ==
Laŭ energio, natura photosynthesisfotosintezo povas esti priskribita en tri paŝoj:<ref name="Andreiadis">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFAndreiadisChavarot-Kerlidou,_MurielleFontecave,_MarcArtero,_Vincent2011">Andreiadis, Eugen S.; Chavarot-Kerlidou, Murielle; Fontecave, Marc; Artero, Vincent (September–October 2011). [[doi:10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x|"Artificial Photosynthesis: From Molecular Catalysts for Light-driven Water Splitting to Photoelectrochemical Cells"]]. ''Photochemistry and Photobiology''. '''87''' (5): 946–964. [[Cifereca objekta identigilo|doi]]:<span class="cs1-lock-free" title="Freely accessible">[[doi:10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x|10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x]]</span>. [[PubMed|PMID]]&nbsp;[//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21740444 21740444].</cite></ref><ref name="Hammarstrom">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1098/rstb.2007.2225}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFHammarströmStyring,_Stenbjörn2008">Hammarström, Leif; Styring, Stenbjörn (27 March 2008). [//www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2614099 "Coupled electron transfers in artificial photosynthesis"]. ''Philosophical Transactions of the Royal Society''. '''363''' (1494): 1283–1291. [[Cifereca objekta identigilo|doi]]:[[doi:10.1098/rstb.2007.2225|10.1098/rstb.2007.2225]]. [[PMCa (identigilo)|PMC]]&nbsp;<span class="cs1-lock-free" title="Freely accessible">[//www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2614099 2614099]</span>. [[PubMed|PMID]]&nbsp;[//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17954432 17954432].</cite></ref>
 
* Luma-rikoltantajLumrikoltantaj kompleksoj en bakterioj kaj plantoj kaptas fotonojn kaj transduktas ilin en elektronojn, injektante ilin en la fotosintezan ĉenon.
* Proton-kuplita elektrona translokigotransigo laŭ pluraj kofaktoroj de la fotosinteza ĉeno, kaŭzanta lokan, spacan ŝargoapartigon.
* Redoksa katalizo, kiu uzas la menciitajn translokigitajntransigitajn elektronojn por oksidigi akvon al dioksigenon kaj protonojn; ĉi tiuj protonoj, en kelkaj specioj, estiestas utiligeblaj por produkti dihydrogenonhidrogenon.
 
[[Dosiero:Triad_general_scheme.svg|eta|400x400ra|Triopa kunmeto, kun fotosensivigilo (P) ligita tandeme al akvo-oksidiga katalizilo (D) kaj hidrogen-eliga katalizilo (A). Elektronoj fluas de D al A kiam katalizado okazas.]]
Uzante [[Biomimetiko|biomimetajbiomimetikajn]] metodojmetodojn, artefarita photosynthesisfotosintezo provas konstrui sistemojn farantakiuj faras la saman tipon de procezoj. Ideale, triopa sistemo povos oksxidigioksidigi akvon per unu katalizilo, redukti protonojn per alia kaj havos fotosensivigan molekulon por potencizi la tutan sistemon. Unu el la plej simplaj skemoj estas kie la fotosensivigilo estas ligita tandeme inter akvo-oksidiga katalizilo kaj hidrogeneliga katalizilo:
 
* La lumsensivigilo transigas elektronojn al la hidrogena katalizilo kiam frapita de lumo, oksidiĝas en la procezo.
* Tio ĉi regas la akvofendantan katalizilon por doni elektronojn al la lumsensivigilo. En triopa kunmeto, tia katalizilo estas ofte nomita donanto. La oksidigita donanto kapablas elfari akvooksidigon.
 
La stato de la triopo kun unu katalizilo oksidigita ĉe unu ekstremo kaj la dua reduktita ĉe la alia fino nomiĝas ŝargapartigo, kaj pelas pluan elektronan transigon kaj sekve katalizadokatalizadon. La diversaj komponantoj estiestas kunmeteblakunmeteblaj enlaŭ diversaj manieroj, ekzemple [[Supermolekula kemio|supramolekulaj]] kompleksoj, compartmentalizeddispartigitaj ĉeloj aŭ lineare, [[Kovalenta ligo|kovalente]] ligitaj molekuloj.<ref name="Andreiadis">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFAndreiadisChavarot-Kerlidou,_MurielleFontecave,_MarcArtero,_Vincent2011">Andreiadis, Eugen S.; Chavarot-Kerlidou, Murielle; Fontecave, Marc; Artero, Vincent (September–October 2011). [[doi:10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x|"Artificial Photosynthesis: From Molecular Catalysts for Light-driven Water Splitting to Photoelectrochemical Cells"]]. ''Photochemistry and Photobiology''. '''87''' (5): 946–964. [[Cifereca objekta identigilo|doi]]:<span class="cs1-lock-free" title="Freely accessible">[[doi:10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x|10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x]]</span>. [[PubMed|PMID]]&nbsp;[//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21740444 21740444].</cite></ref>
 
Esploro por trovi katalizilojn kiuj povas transformi akvon, karbonan dioksidon kaj sunlumon al karbonhidratoj aŭ hidrogeno estas aktuala, aktiva kampo. Studante la naturan oksigeno-eligan komplekson (OEC), esploristoj evoluigis katalizilojn kiel la "blua dimero" por imiti ties funkcion. PhotoelectrochemicalFotoelektrokemiaj ĉeloj kiukiuj reduktas karbonan dioksidon en karbonan monoksidon (CO), formiatan acidon (HCOOH) kaj metanolon (CH3OHCH<sub>3</sub>OH) estas evoluataj. Tamen, ĉi tiuj kataliziloj estas ankoraŭ tre neefikaj.<ref name="Gathman">{{Citaĵo el la reto|url=http://www.rps.psu.edu/0009/energy.html}}<cite class="citation web cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFGathman">Gathman, Andrew. [http://www.rps.psu.edu/0009/energy.html "Energy at the Speed of Light"]. ''Online Research''. PennState<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">16 January</span> 2012</span>.</cite></ref>
 
=== Hidrogenaj kataliziloj ===
: 2 e− + <sub>2</sub> H<sup>+</sup> ⇌ H+ + H− ⇌ H2
 
La protono-al-hidrogeno transformantaj kataliziloj en la naturo estas [[Hidrogenazo|hidrogenazoj]]. Ĉi tiuj estas [[Enzimo|enzimoj]] kiuj povas aŭ redukti protonojn al molekula hidrogeno aŭ oksidigi hidrogenon al protonoj kaj elektronoj. [[Spektroskopio|Spektroskopaj]] kaj kristalografiaj studoj tra pluraj jardekoj rezultis en bona kompreno de kaj la strukturo kaj la mekanismo de hidrogenaza katalizo.<ref name="Lubitz">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1021/cr050186q}}</ref><ref name="Fontecilla-Camps">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1021/cr050195z}}</ref> Uzante ĉi tiun informon, oni sintezis plurajn molekulojn kiuj imitas la strukturon de la aktiva loko de kaj nikelo-fera kaj fero-fera hidrogenazoj.<ref name="Andreiadis">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFAndreiadisChavarot-Kerlidou,_MurielleFontecave,_MarcArtero,_Vincent2011">Andreiadis, Eugen S.; Chavarot-Kerlidou, Murielle; Fontecave, Marc; Artero, Vincent (September–October 2011). [[doi:10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x|"Artificial Photosynthesis: From Molecular Catalysts for Light-driven Water Splitting to Photoelectrochemical Cells"]]. ''Photochemistry and Photobiology''. '''87''' (5): 946–964. [[Cifereca objekta identigilo|doi]]:<span class="cs1-lock-free" title="Freely accessible">[[doi:10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x|10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x]]</span>. [[PubMed|PMID]]&nbsp;[//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21740444 21740444].</cite></ref><ref name="Pickett">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1021/cr800542q}}</ref> Aliaj kataliziloj ne estas strukturaj imitaĵoj de hidrogenazo sed praktikaj. Sintezitaj kataliziloj inkluzivas strukturajstrukturajn H-faskajfaskajn modelojmodelojn, dirodiadirodian fotokatalizilofotokatalizilon kaj [[Kobalto|kobaltajkobaltajn]] katalizilojkatalizilojn.<ref name="Andreiadis" /><ref name="Tard">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1038/nature03298}}</ref><ref name="Heyduk">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1126/science.1062965}}</ref><ref name="Andreiadis" /><ref name="Hu">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1039/B509188H}}</ref>
 
=== Akvo-oksidigaj kataliziloj ===
Akvo-oksidigo estas pli kompleksa kemia reakcio ol proton-redukto. En naturo, la oksigeno-eliga komplekso elfaras reakcias amasigante reduktantajn ekvivalentajn (elektronojn) en mangano-kalcia fasko ene de fotosistemo II (PS II), tiam liverante ilin al akvomolekuloj, kun la rezulta produktado de molekula oksigeno kaj protonoj:
 
: 2H2O → O2 + 4 H<sup>+</sup> + 4e−
Sen katalizilo (natura aŭ artefarita), ĉi tiu reakcio estas tre endoterma, bezonanta altajn temperaturojn (almenaŭ 2500 K).<ref name="Bockris">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1016/0360-3199(85)90025-4}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFBockrisDandapani,_B.Cocke,_D.Ghoroghchian,_J.1985">Bockris, J.O'M.; Dandapani, B.; Cocke, D.; Ghoroghchian, J. (1985). "On the splitting of water". ''International Journal of Hydrogen Energy''. '''10''' (3): 179–201. [[Cifereca objekta identigilo|doi]]:[[doi:10.1016/0360-3199(85)90025-4|10.1016/0360-3199(85)90025-4]].</cite></ref>
 
La ĝusta strukturo de la oksigeno-eliga komplekso estisestas malfacile determinebla eksperimente.<ref name="Yano">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1073/pnas.0505207102}}</ref> Ĝis 2011, la plej detala modelo estis de 1.9 Å rezolucia kristala strukturo de fotosistemo II.<ref name="Yasufumi">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1038/nature09913}}</ref> La komplekso estas fasko enhavanta kvar [[Mangano|manganajn]] kaj unu [[Kalcio|kalciajnkalcian]] jonojn, sed la ekzakta loko kaj mekanismo de akvo-oksidado ene de la fasko estas nekonata. Tamen, bio-inspirataj manganaj kaj mangano-kalciaj kompleksoj estis sintezitaj, ekzemple [Mn4O4Mn<sub>4</sub>O<sub>4</sub>] kuban-tipaj faskoj, kelkaj kun kataliza aktiveco.<ref name="Dismukes">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1021/ar900249x}}</ref>
 
Kelkaj kompleksoj de [[rutenio]], kiel la dinuklea µ-okso-transpontita "blua dimero" (la unua tia esti sintezita), kapablas katalizi luma-regatanlumregatan akvo-oksidigon, danke al ilia kapablo formi alt[[Valento (kemio)|valentajn]] statojn.<ref name="Andreiadis">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFAndreiadisChavarot-Kerlidou,_MurielleFontecave,_MarcArtero,_Vincent2011">Andreiadis, Eugen S.; Chavarot-Kerlidou, Murielle; Fontecave, Marc; Artero, Vincent (September–October 2011). [[doi:10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x|"Artificial Photosynthesis: From Molecular Catalysts for Light-driven Water Splitting to Photoelectrochemical Cells"]]. ''Photochemistry and Photobiology''. '''87''' (5): 946–964. [[Cifereca objekta identigilo|doi]]:<span class="cs1-lock-free" title="Freely accessible">[[doi:10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x|10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x]]</span>. [[PubMed|PMID]]&nbsp;[//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21740444 21740444].</cite></ref> En ĉi tiu okazo, la rutenia komplekso agas kiel fotosensivigilo kaj katalizilo.
 
Oni eltrovis ke multaj metalaj oksidoj havas akvo-oksidigan katalizan aktivecon, inkluzive rutenianal rutenia(IV) oksidonoksido (RuO2RuO<sub>2</sub>), iridia(IV) oksido (IrO2IrO<sub>2</sub>), kobaltaj oksidoj (inkluzive al nikelo-dotita Co3O4Co<sub>3</sub>O<sub>4</sub>), mangana oksido (inkluzive al tavolita MnO2MnO<sub>2</sub> (birnessite), Mn2O3Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) kaj miksaĵo de Mn2O3Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub> kun CaMn2O4CaMn<sub>2</sub>O<sub>4</sub>. Oksidoj estas pli facile akireblaj ol molekulaj kataliziloj, precipe tiuj de relative abundaj transiraj metaloj (kobalto kaj mangano), sed suferas de malalta transforma nombro kaj malrapida elektrontransigo kaj ilia mekanismo de ago estas malfacile deĉifrebla kaj, tial, ŝanĝi.<ref name="Carraro">{{Citaĵo el libro|doi=10.1007/128_2011_136|ISBN=978-3-642-22293-1}}<cite class="citation book cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFCarraroSartorel,_AndreaToma,_FrancescaPuntoriero,_Fausto2011">Carraro, Mauro; Sartorel, Andrea; Toma, Francesca; Puntoriero, Fausto; Scandola, Franco; Campagna, Sebastiano; Prato, Maurizio; Bonchio, Marcella (2011). ''Artificial Photosynthesis Challenges: Water Oxidation at Nanostructured Interfaces''. Topics in Current Chemistry. '''303'''. pp.&nbsp;121–150. [[Cifereca objekta identigilo|doi]]:[[doi:10.1007/128_2011_136|10.1007/128_2011_136]]. [[ISBN]]&nbsp;[[Specialaĵo:BookSources/978-3-642-22293-1|<bdi>978-3-642-22293-1</bdi>]]. [[PubMed|PMID]]&nbsp;[//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21547686 21547686].</cite></ref>
 
Oni montris ke materioj bazitaj sur Metalo-Organika Kadro estas tre promesplena kandidato por akvo-oksidiggaoksidigo kun unuvicaj transiraj metaloj.<ref>{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1002/anie.201301327}}</ref><ref>{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1039/C3EE43040E}}</ref> La stabileco kaj adapteblo de ĉi tiu sistemo estas projektita esti tre utila por estonta evoluado.<ref>[http://cen.acs.org/articles/91/i26/Stable-Water-Oxidation-Inside-Cage.html Chemical & Engineering News]</ref>
 
=== Lumsensivigiloj ===
La Naturo uzas [[Biologia pigmento|pigmentojn]], plejparte [[Klorofilo|klorofilojn]], por sorbi larĝan parton de la videbla spektro. Artefaritaj sistemoj povas uzi aŭ unu tipon de pigmento kun larĝa sorba gamo aŭ kombini plurajn pigmentojn por la sama celo.
 
Ruteniaj polipiridinaj kompleksoj, precipe tris(bipiridina)rutenio(II) kaj ties derivaĵoj, estis amplekse uzitaj por produkti hidrogenon pro ilia efika videbla lumsorbo kaj longdaŭra sekva metalo-al-liganda ŝargtransira ekcita stato, kiu igas la kompleksojn fortaj reduktantaj agentojnagentoj.<ref name="Andreiadis">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFAndreiadisChavarot-Kerlidou,_MurielleFontecave,_MarcArtero,_Vincent2011">Andreiadis, Eugen S.; Chavarot-Kerlidou, Murielle; Fontecave, Marc; Artero, Vincent (September–October 2011). [[doi:10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x|"Artificial Photosynthesis: From Molecular Catalysts for Light-driven Water Splitting to Photoelectrochemical Cells"]]. ''Photochemistry and Photobiology''. '''87''' (5): 946–964. [[Cifereca objekta identigilo|doi]]:<span class="cs1-lock-free" title="Freely accessible">[[doi:10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x|10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x]]</span>. [[PubMed|PMID]]&nbsp;[//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21740444 21740444].</cite></ref> Aliaj kompleksoj kiuj enhavas [[Nobla metalo|noblajn]] metalojn, inkluzivas tiujn kun [[plateno]], [[rodio]] kaj [[iridio]].<ref name="Andreiadis" />
 
Senmetalaj organikaj kompleksoj ankaŭ estis sukcese utiligitaj kiel lumsensivigiloj. Ekzemploj inkluzivas eozino Y kaj rozo bengala.<ref name="Andreiadis">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFAndreiadisChavarot-Kerlidou,_MurielleFontecave,_MarcArtero,_Vincent2011">Andreiadis, Eugen S.; Chavarot-Kerlidou, Murielle; Fontecave, Marc; Artero, Vincent (September–October 2011). [[doi:10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x|"Artificial Photosynthesis: From Molecular Catalysts for Light-driven Water Splitting to Photoelectrochemical Cells"]]. ''Photochemistry and Photobiology''. '''87''' (5): 946–964. [[Cifereca objekta identigilo|doi]]:<span class="cs1-lock-free" title="Freely accessible">[[doi:10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x|10.1111/j.1751-1097.2011.00966.x]]</span>. [[PubMed|PMID]]&nbsp;[//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21740444 21740444].</cite></ref> Pirolaj ringoj, ekzemple porfirinoj, ankaŭ estis uzitaj en tegaj nanomaterioj aŭ [[Duonkonduktanto|duonkonduktiloj]] por homogenaj kaj heterogenaj kataliziloj.<ref name="Carraro">{{Citaĵo el libro|doi=10.1007/128_2011_136}}<cite class="citation book cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFCarraroSartorel,_AndreaToma,_FrancescaPuntoriero,_Fausto2011">Carraro, Mauro; Sartorel, Andrea; Toma, Francesca; Puntoriero, Fausto; Scandola, Franco; Campagna, Sebastiano; Prato, Maurizio; Bonchio, Marcella (2011). ''Artificial Photosynthesis Challenges: Water Oxidation at Nanostructured Interfaces''. Topics in Current Chemistry. '''303'''. pp.&nbsp;121–150. [[Cifereca objekta identigilo|doi]]:[[doi:10.1007/128_2011_136|10.1007/128_2011_136]]. [[ISBN]]&nbsp;[[Specialaĵo:BookSources/978-3-642-22293-1|<bdi>978-3-642-22293-1</bdi>]]. [[PubMed|PMID]]&nbsp;[//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21547686 21547686].</cite></ref><ref name="Kalyanasundaram">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1016/j.copbio.2010.03.021}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFKalyanasundaramGrätzel,_M.2010">Kalyanasundaram, K.; Grätzel, M. (June 2010). "Artificial photosynthesis: biomimetic approaches to solar energy conversion and storage". ''Current Opinion in Biotechnology''. '''21''' (3): 298–310. [[Cifereca objekta identigilo|doi]]:[[doi:10.1016/j.copbio.2010.03.021|10.1016/j.copbio.2010.03.021]]. [[PubMed|PMID]]&nbsp;[//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20439158 20439158].</cite></ref>
 
Kiel parto de aktualaj (2021) esploroj, artefaritaj fotonaj antenaj sistemoj estas studataj por serĉi efikajn kaj daŭrigeblajn metodojn kolekti lumon por artefarita fotosintezo. Gion Calzaferri (2009) priskribis unu tian antenon kiu uzas zeoliton L kiel gastiganton por organikaj tinkturoj, por imiti la lumkolektantajn sistemojn de plantoj.<ref>{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1007/s11244-009-9424-9|url=https://boris.unibe.ch/5081/1/11244_2009_Article_9424.pdf}}</ref> La anteno estas fabrikita enmetante tinkturajn molekulojn en la kanaloj de zeolite L. La enmtaenmeta procezo, kiu okazas sub vakuo kaj ĉe altaj temperaturoj, estas ebligita de la kunlabora vibra moviĝo de la [[Zeolito|zeolita]] kadro kaj de la tinkturaj molekuloj.<ref name="calzaferri2016">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1039/C6CC05303C|url=http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2016/cc/c6cc05303c}}</ref> La rezultinta materialo povas esti miksita kun ekstera aparato tra krano.<ref name="calzaferri2011">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1002/cphc.201000947}}</ref><ref name="calzaferri2015">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1002/anie.201504745|url=https://figshare.com/articles/Structure_of_nanochannel_entrances_in_stopcock-functionalized_Zeolite_L/3798654}}</ref>
 
=== Kataliziloj por redukti karbonan dioksidon ===
En la naturo, karbonakarbonon fiksiĝo estas farata defiksas [[Plantoj|verdaj plantoj]] uzante la enzimon [[Rubisko|RuBisCO]] kiel parto de la Calvin-ciklo. RuBisCO estas sufiĉe malrapida katalizilo kompare al la vasta plimulto de aliaj enzimoj, enkorpigante nur kelkajn molekulojn de karbona dioksido en ribulozo-1,5-bisfosfato en unu minuto, sed tiel faras ĉe atmosfera premo kaj en mildaj, biologiaj kondiĉoj.<ref name="Ellis">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1038/463164a}}</ref> La rezultinta produkto estas plue [[Redoksa reakcio|reduktita]] kaj poste uzita en la sintezo de [[glukozo]], kiu siavice estas antaŭprodukto antaŭ pli kompleksaj [[Karbonhidrato|karbonhidratoj]], kiel [[celulozo]] kaj [[amelo]]. La procezo konsumas energion en la formo de [[Adenozina trifosfato|ATP]] kaj [[NADPH]].
 
Artefarita CO2CO<sub>2</sub>-redukto por produkti brulaĵojn celas plejparte produkti reduktitajn karbonajn kombinaĵojn el atmosfera CO2CO<sub>2</sub>. Iuj [[Transirmetalo|transir-metalaj]] [[Fosfino|polyfosfinaj]] kompleksoj estis evoluigitaj tiucele; tamen, ili kutime bezonas antaŭan koncentriĝon de CO<sub>2</sub> antaŭ uzo kaj portantajn (molekulojn kiuj fiksus je CO2CO<sub>2</sub>) kiuj estas stabilaj en aerobiaj kondiĉoj kaj kapablaj koncentri CO2CO<sub>2</sub> je atmosferaj koncentriĝoj ankoraŭ ne estas evoluigitaj.<ref name="Dubois">{{Citaĵo el gazeto|doi=10.1021/ar900110c}}</ref> La plej simpla produkto de CO<sub>2</sub>-redukto estas [[Karbona monooksido|karbono monoksido]] (CO), sed por brulaĵa evoluado, plua redukto estas bezonata, kaj kerna paŝo ankaŭ bezonata pluan evoluadon estas la transigo de hidridaj anjonoj al CO.<ref name="Dubois" />
 
=== Fotobiologia produktado de brulaĵoj ===
* La kosto ne estas (ankoraŭ) sufiĉe avantaĝa por konkuri kun [[Fosilia brulaĵo|fosiliaj brulaĵoj]] kiel komerce realigebla fonto de energio.
 
Zorgo kutime traktita en katalizila fasono estas efikeco, precipe kiom el la incida lumo povas uziĝi en sistemo en praktiko. Tio ĉi estas komparebla kun fotosinteza efikeco, kie lumo-al-kemia-energia konvertiĝo mezuriĝas. Fotosintezaj organismoj kapablas kolekti pri 50% el incida suna radiado, tamen la teoria limo de fotosinteza efikeco estas 4,6 kaj 6,0% por [[C3-tipa fotosintezo|C3]] kaj [[C4-tipa fotosintezo|C4]] plantoj respektive. En realo, la efikeco de fotosintezo estas multe da pli malalta kaj estas kutime sub 1%, kun kelkaj esceptoj, kiel sukerkano en tropika klimato. En kontrasto, la plej alta raportita efikeco por artefarita fotosintezo, en laboritoriaj prototipoj, estas 22,4%. Tamen, plantoj estas efikaj uzante CO2CO<sub>2</sub> je atmosferaj koncentriĝoj, io kiun artefaritaj kataliziloj ankoraŭ ne povas fari.<ref name="Biello">{{Citaĵo el la reto|url=http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=plants-versus-photovoltaics-at-capturing-sunlight}}</ref>
 
== VidasVidu ankaŭ ==
* [[Biomimetiko]]
 
== Vidas ankaŭ ==
 
== Referencoj ==