利用病毒从水中分离出氢气

        以往，研究人员使用太阳能电池板产生的电力来分离水分子，但美国麻省理工学院的研究人员直接使用太阳光来制取氢。麻省理工学院材料化学家安琪拉·贝尔彻领导的团队模拟植物利用太阳光分离水并制造化学燃料来促进自身生长的过程，对一个病毒进行了基因改造，同时将其作为生物支架，将一些纳米组件搭建在一起，最终把水分子分离成了氢原子和氧原子。这一研究成果在将水变成氢燃料的漫漫征程中迈出了关键一步。

        

        贝尔彻表示，虽然他们的最终目的是从水中得到氢气，但将氧气从水中分离出来面临的技术挑战更大，于是该研究团队首先开始攻克这一难关。贝尔彻的团队将无毒的细菌病毒M13进行基因改造，让它吸附一个催化剂分子（氧化铱）和一个吸光物质（锌卟啉），并同它们绑在一起，吸光物质源源不断地将阳光沿着病毒传递，于是该病毒就变成了类似电线的设备，能够高效地将氧从水分子中分离出来。

        

        随后的实验发现，一段时间后，该病毒“电线”会簇拥在一起，失去效力。于是，研究人员将它们变成凝胶状态封入一个胶囊，这些病毒因此能够保持自己的状态，从而维持了其稳定性和有效性。

        

        这种方法使产生氧气的效率提高了4倍，研究人员希望能够找到同样的以生物学为基础的系统来完成这个反应的另一半过程——分离氢气。目前，从水中分离的氢被分解成了质子和电子。研究人员正在进行第二步攻关，将这些质子和电子变成氢原子或者氢分子。

        

        该研究团队也希望找到更常见、更便宜的物质来做催化剂，替代昂贵而稀少的铱。贝尔彻表示，她们有望在两年内研制出能够自我支持并持久耐用的模型设备，实现将水分离成氢气和氧气。