Artefarita fotosintezo: Malsamoj inter versioj

385 bitokojn aldonis ,  antaŭ 2 monatoj
refaris referencojn 15-33
(Refaris referencojn 5-14)
(refaris referencojn 15-33)
 
== Historio ==
Artefaritan fotosintezon unue anticipis la itala kemiisto Giacomo Ciamician en 1912.<ref>{{CitaĵoArmaroli, elNicola; Balzani, Vincenzo (2007). "The Future of Energy Supply: Challenges and Opportunities". Angewandte Chemie. 46 (1–2): 52–66. gazeto|doi=:10.1002/anie.200602373}}. PMID 17103469. [https://www.deepdyve.com/lp/wiley/the-future-of-energy-supply-challenges-and-opportunities-YdO2mmDuys]</ref> En lekcio poste eldonita <ref>{{Citaĵo elCiamician, Giacomo (1912). "The Photochemistry of the Future". Science. 36 (926): 385–394. Bibcode:1912Sci....36..385C. gazeto|doi=:10.1126/science.36.926.385}}. PMID 17836492.</ref> li proponis ŝanĝon de la uzo de [[Fosilia brulaĵo|fosiliaj brulaĵoj]] al radianta energio provizita de la suno kaj kaptita de teknikaj fotokemiaj aparatoj. En ĉi tiu ŝanĝo li vidis eblecon malpliigi la diferencon inter la riĉa nordo de Eŭropo kaj la malriĉa sudo kaj kuraĝis konjekti, ke ĉi tiu ŝanĝo de [[Terkarbo|karbo]] al [[Sunenergio|suna energio]] "ne estus danĝera al la progreso kaj al homa feliĉo."<ref>{{CitaĵoBalzani, elVincenzo; et al. (2008). "Photochemical Conversion of Solar Energy". ChemSusChem. 1 (1–2): 26–58. gazeto|doi=:10.1002/cssc.200700087}}. PMID 18605661.</ref>
 
Dum la 1960aj jaroj, Akira Fujishima eltrovis la fotokatalizajn proprecojn de [[titana dioksido]], la tiel nomitan Honda-Fujishima efikon, kiu uzeblas por [[hidrolizo]].<ref name="Fujishima">{{CitaĵoFujishima, elAkira; Rao, Tata N.; Tryk, Donald A. (29 June 2000). "Titanium dioxide photocatalysis". Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews. 1 (1): 1–21. gazeto|doi=:10.1016/S1389-5567(00)00002-2}}.</ref>
 
Fendi videblan lumon per unupeca plurjunkcia duonkonduktilo (kontraŭ ultraviola lumo kun titana dioksido duonkonduktiloj) unue demonstris kaj patentis William Ayers ĉe Energy Conversion Devices (Energia Konvertaj Aparatoj) en 1983.<ref>William Ayers, US Patent 4,466,869 Photolytic Production of Hydrogen</ref><ref>W.M. Ayers, and V.Cannella, "Tandem Amorphous Silicon Photocathodes", Proc. Int'l. Conf. on Electrodynamics and Quantum Phenomena at Interfaces, Telavi, USSR (1984)</ref> Ĉi tiu grupo montris akvan fotolizon en hidrogenon kaj oksigenon, nun nomita "artefarita folio" je malalte kosta, maldika filma, amorfa silicia, plurjunkcia folio mergita rekte en akvo. Hidrogeno eliĝis ĉe la antaŭa amorfa silicia surfaco ornamita per diversaj kataliziloj dum oksigeno eliĝis de la malantaŭa flanka metala subtavolo, kiu ankaŭ eliminis la danĝeron de miksata hidrogena/oksigeno gasa produkto. Polimera membrano super la mergita aparato provizis vojon por proton-transportado. La pli alta fototensio havebla de la plurjunkcia, maldika filma, aparato kun videbla lumo estis grava antaŭenigo super la antaŭa fotolizo kun ultraviolaj aŭ aliaj unujunkciaj duonkonduktaj fotoelektrodoj. La patento de la grupo ankaŭ listigis plurajn aliajn duonkonduktajn plurjunkciajn kunmetaĵojn krom amorfa silicio.
 
La sveda Konsorcio por Artefarita Fotosintezo, la unua tia organizo, establiĝis en 1994 kiel kunlaboro inter grupoj el tri universitatoj, Lund, Uppsala kaj [[Universitato de Stokholmo|Stokholmo]].<ref>"Swedish Consortium for Artificial Photosynthesis". Uppsala University. Archived from the original on 20 January 2012.</ref> La konsorcio estis konstruita kun [[Interfakeco|plurfaka]] aliro por celi lerni de natura fotosintezo kaj apliki ĉi tiun scion en biomimetikaj sistemoj.<ref name="Hammarstrom">{{CitaĵoHammarström, elLeif; Styring, Stenbjörn (27 March 2008). "Coupled electron transfers in artificial photosynthesis". Philosophical Transactions of the Royal Society. 363 (1494): 1283–1291. gazeto|doi=:10.1098/rstb.2007.2225}}. PMC 2614099. PMID 17954432. [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2614099/]</ref>
 
Esploro pri artefarita fotosintezo pliiĝas en la 21a jarcento.<ref name="Styring"/> Dum 2000, esploristoj en la aŭstralia [[Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation]] (Komuneja Organizo por Scienca kaj Industria Esploro, CSIRO) diskonigis sian intencon emfazi kolektadon de karbona dioksido kaj ties konvertiĝo al hidrokarbonoj.<ref>{{Citaĵo"Scientists elDeveloping la"Artificial" reto|url=https://wwwPlants".sciencedaily Sciencedaily.com/releases/2000/11/001127224712.htm|date= 28 November 2000}}.</ref><ref>{{Citaĵo"Artificial elPhotosynthesis". la reto|url=http://www.csiroCsiro.au/promos/ozadvances/Series14Artifical.htm|date= 20 September 2005}}.</ref> En 2003, la Nacia Laboratorio Brookhaven anoncis la eltrovon de grava intermeza parto de la redukto de CO<sub>2</sub> al CO (la plej simpla redukta reakcio de karbona dioksido), kiu povus rezulti en pli bonaj kataliziloj.<ref>{{Citaĵo"Designing ela laBetter Catalyst reto|url=http://wwwfor Artificial Photosynthesis".bnl Bnl.gov/bnlweb/pubaf/pr/2003/bnlpr090903.htm|date= 9 September 2003}}.</ref><ref>{{Citaĵo"Designing elA laBetter Catalyst reto|url=https://wwwFor 'Artificial Photosynthesis'".sciencedaily Sciencedaily.com/releases/2003/09/030910073052.htm|date= 10 September 2003}}.</ref>
 
Unu el la malavantaĝoj de artefaritaj sistemoj por akvo-fendantaj kataliziloj estas ilia ĝenerala dependeco sur malabundaj, altkostaj elementoj, kiel rutenio aŭ renio.<ref name="Styring"/> Dum 2008, per la financado de la Oficejo de la [[Usona Aerarmea Esplorada Laboratorio|Usona Aerarmeo]] por Scienca Esploro, MIT-kemiisto kaj direktoro de la Suna Revolucia Projekto Daniel G. Nocera kaj postdoktoriĝa fratulo Matthew Kanan provis eviti ĉi tiun problemon, uzante katalizilon kiu enhavas la malpli multekostajn kaj pli abundajn elementojn, kobalton kaj fosforon.<ref name="Lachance">{{CitaĵoLachance, el la reto|url=http://wwwMolly.wpafb.af.mil/news/story.asp?id=123118409}}</ref><ref name="Trafton">{{CitaĵoAF elFunding laEnables reto|url=http://webArtificial Photosynthesis".mit.edu/newsoffice/2008/oxygen Wright-0731.html}}</ref>Patterson LaAir kataliziloForce fendisBase akvonNews. enWright-Patterson oksigenonAir kajForce protonojnBase. uzanteArchived sunlumon,from kajthe ebleoriginal povoson esti18 kuplitaFebruary kun2012.</ref><ref>Kanan, hidrogen-produktantaMatthew katalizilo kiel platenoW.; PlueNocera, kvankamDaniel laG. katalizilo(22 rompiĝisAugust dum2008). katalizado,"In ĝiSitu povisFormation riparoof sin.an MultajOxygen-Evolving esploristojCatalyst konsiderasin ĉiNeutral tiunWater eksperimentanContaining katalizilanPhosphate aranĝonand gravaCo2+". plibonigoScience.<ref>{{Citaĵo el321 la(5892): reto|url=http1072–1075. Bibcode:2008Sci...321.1072K. doi:10.1126//wwwscience.technologyreview1162018.com/Energy/21155/?a=f}}</ref><ref name="Kleiner">{{CitaĵoPMID el18669820. laS2CID reto|url=https://www206514692.newscientist.com/article/dn14441}}</ref>
<ref name="Trafton">Trafton, Anne. "'Major discovery' from MIT primed to unleash solar revolution". MIT News. Massachusetts Institute of Technology.</ref>
La katalizilo fendis akvon en oksigenon kaj protonojn uzante sunlumon, kaj eble povos esti kuplita kun hidrogen-produktanta katalizilo kiel plateno. Plue, kvankam la katalizilo rompiĝis dum katalizado, ĝi povis riparo sin.<ref>Lutterman, Daniel A.; Surendranath, Yogesh; Nocera, Daniel G. (2009). "A Self-Healing Oxygen-Evolving Catalyst". Journal of the American Chemical Society. 131 (11): 3838–3839. doi:10.1021/ja900023k. PMID 19249834.</ref> Multaj esploristoj konsideras ĉi tiun eksperimentan katalizilan aranĝon grava plibonigo.<ref>"Solar-Power Breakthrough: Researchers have found a cheap and easy way to store the energy made by solar power". Technologyreview.com.</ref><ref>Kleiner, Kurt. "Electrode lights the way to artificial photosynthesis". NewScientist. Reed Business Information Ltd.</ref>
 
Dum CO estas la ĉefa redukta produkto de CO<sub>2</sub>, pli kompleksaj karbonaj kombinaĵoj estas kutime dezirataj. Dum 2008, Andrew B. Bocarsly raportis la rektan konvertiĝon de karbona dioksido kaj akvo al metanolo uzante sunan energion en tre efika fotokemia ĉelo.<ref name="Barton">{{CitaĵoBarton, elEmily E.; Rampulla, David M.; Bocarsly, Andrew B. (2008). "Selective Solar-Driven Reduction of CO2 to Methanol Using a Catalyzed p-GaP Based Photoelectrochemical Cell". Journal of the American Chemical Society. 130 (20): 6342–6344. gazeto|doi=:10.1021/ja0776327}}. PMID 18439010.</ref>
 
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.
 
== Aktuala esplorado ==
Laŭ energio, natura fotosintezo povas esti priskribita en tri paŝoj:<ref name=Andreiadis/><ref name="Hammarstrom"/>
Laŭ energio, natura fotosintezo 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>
 
* Lumrikoltantaj kompleksoj en bakterioj kaj plantoj kaptas fotonojn kaj transduktas ilin en elektronojn, injektante ilin en la fotosintezan ĉenon.