До фотосинтеза далеко

В описании авторов анод, сделанный из оксидов индия и олова, и платиновый катод помещались в раствор, содержащий ионы кобальта и соли фосфора. Под воздействием напряжения ионы кобальта и фосфат образовывали тонкую пленку на аноде: ионы CO2+ теряли электроны с образованием CO3+, который выпадал в осадок с фосфат-анионами. После дальнейшего окисления до ионов CO4+ пленка катализатора отрывала электроны от воды, в результате чего образовывались атомы кислорода и протоны (H+). Далее атомы кислорода собирались на поверхности пленки, и пузырьки кислородного газа поднимались вверх, а кобальт с анода восстанавливался до CO2+ и переходил в раствор, регенерируя катализатор. Параллельно протоны из раствора переносились фосфат-анионами к обычному платиновому катоду, на котором они присоединяли электроны с образованием молекулярного водорода.

Как полагает Дэн Носера, использование платиновых электродов для получения водорода пока еще вполне технологически оправданно, тогда как для кислородной генерации они куда менее эффективны, так как «потребляют слишком много лишней энергии». Впрочем, по мнению Носеры, в недалеком будущем и на втором электроде (катоде) вместо платины будет применен другой катализатор.

У предложенной Носерой и его коллегами электролитической схемы есть немаловажное достоинство — способность анодной пленки к регенерации (после отключения тока она заново растворяется в жидкости с образованием ионов Co2+), чего, скажем, нет даже у природного механизма разделения воды в растениях: «пептидное подразделение» листьев растений, отвечающее за получение кислорода, каждые тридцать минут вынуждено полностью обновляться.

В то же время часто используемое как самим Носерой, так и многими комментаторами его экспериментов сравнение разработанного нового каталитического процесса с процессом природного фотосинтеза едва ли следует признать корректным. На самом деле, в случае с природным фотосинтезом все работает намного сложнее. В частности, помимо светлого фотосинтеза существует еще и предваряющая его стадия темного фотосинтеза, помимо сходной начальной фазы, на которой растениями тоже вырабатывается кислород и водород; в дальнейшем полученный водород (кстати, водород в твердой фазе, а не в газообразной, как в технологии искусственного электролиза), комбинируясь с СО₂, образует в листьях различные углеводные производные (сахара, крахмалы) и т. д. Иными словами, смелые претензии Носеры на искусственное воссоздание процесса природного фотосинтеза при помощи простенького лабораторного электролизера пока не выдерживают серьезной критики.