Liệu Ánh Sáng Có Thể Được Sử Dụng Để Kích Hoạt Enzyme Cho Việc Sản Xuất Amoniac Hiệu Quả? - CleanTechnica

Bài báo thảo luận về nghiên cứu đổi mới trong việc sử dụng các quá trình kích hoạt bằng ánh sáng để tăng cường sản xuất ammonia, một thành phần quan trọng trong nông nghiệp và hệ thống năng lượng toàn cầu. Hiện nay, sản xuất ammonia tiêu thụ khoảng 2% năng lượng toàn cầu, trong đó một nửa được sản xuất công nghiệp thông qua quy trình Haber-Bosch tiêu tốn nhiều năng lượng và nửa còn lại thông qua quá trình cố định nitơ sinh học sử dụng enzyme nitrogenase. Quá trình cố định sinh học tiết kiệm năng lượng hơn nhưng phân bố địa lý rải rác, hạn chế ứng dụng công nghiệp. Nhóm nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Rockies và các trường đại học hợp tác đã khám phá cách khai thác năng lượng ánh sáng để kích hoạt enzyme nitrogenase, tập trung đặc biệt vào protein molybdenum-sắt (MoFe) tham gia vào quá trình khử nitơ. Phương pháp của họ sử dụng các tinh thể nano cadmium sulfide (CdS) làm chất xúc tác trung gian chuyển đổi ánh sáng thành các electron năng lượng cao, sau đó cung cấp năng lượng cho protein MoFe để khử khí nitơ (N₂) thành ammonia. Việc cung cấp electron kích hoạt bằng ánh sáng này bỏ qua nguồn electron tự nhiên từ protein Fe, có khả năng cho phép tổng hợp ammonia hiệu quả hơn và tại chỗ dưới các điều kiện nhẹ nhàng hơn.