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학술저널
저자정보
Allakhverdiev, Suleyman I. (Institute of Basic Biological Problems, Russian Academy of Sciences) Kreslavski, Vladimir D. (Institute of Basic Biological Problems, Russian Academy of Sciences) Thavasi, Velmurugan (Nanoscience and Nanotechnology Initiative, National University of Singapore) Zharmukhamedov, Sergei K. (Institute of Basic Biological Problems, Russian Academy of Sciences) Klimov, Vyacheslav V. (Institute of Basic Biological Problems, Russian Academy of Sciences) Nagata, Toshi (Research Center for Molecular Scale Nanoscience, Institute for Molecular Science) Nishiharad, Hiroshi (Department of Chemistry, School of Science, The University of Tokyo) Ramakrishna, Seeram (Nanoscience and Nanotechnology Initiative, National University of Singapore)
저널정보
한국광과학회 Photochemical & photobiological sciences : an international journal Photochemical & photobiological sciences : an international journal 제8권 제2호
발행연도
2009.1
수록면
148 - 156 (9page)

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Hydrogen can be important clean fuel for future. Among different technologies for hydrogen production, oxygenic natural and artificial photosyntheses using direct photochemistry in synthetic complexes have a great potential to produce hydrogen, since both use clean and cheap sources: water and solar energy. Artificial photosynthesis is one way to produce hydrogen from water using sunlight by employing biomimetic complexes. However, splitting of water into protons and oxygen is energetically demanding and chemically difficult. In oxygenic photosynthetic microorganisms such as algae and cyanobacteria, water is split into electrons and protons, which during primary photosynthetic process are redirected by photosynthetic electron transport chain, and ferredoxin, to the hydrogen-producing enzymes hydrogenase or nitrogenase. By these enzymes, $e^-$ and $H^+$ recombine and form gaseous hydrogen. Biohydrogen activity of hydrogenase can be very high but it is extremely sensitive to photosynthetic $O_2$. In contrast, nitrogenase is insensitive to $O_2$, but has lower activity. At the moment, the efficiency of biohydrogen production is low. However, theoretical expectations suggest that the rates of photon conversion efficiency for $H_2$ bioproduction can be high enough (>10%). Our review examines the main pathways of $H_2$ photoproduction by using of photosynthetic organisms and biomimetic photosynthetic systems.

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