Производство водорода из ксилозы

Создано 15.04.2013 23:31

Автор: Александр Иващенко

Percival-Zhang

Команда ученых Virginia Tech нашла способ извлечения большого количества водорода из любого растения. Исследователи утверждают, что открытие имеет огромный потенциал и может принести миру дешевый и экологически чистый способ производства топлива.

«Наш новый процесс может положить », говорит Y.H. Percival Zhang, профессор инженерии биологических систем в Колледже Сельского Хозяйства и Наук о Жизни (College of Agriculture and Life Sciences) при Инженерном Колледже (College of Engineering).

Zhang и его команда преуспели в использовании ксилозы («древесного сахара»), наиболее распространенного простого растительного сахара, для производства большого количества водорода, что ранее было достижимо только в теории. Этот метод может быть реализован с использованием любого источника биомассы.

Новый экологически чистый способ производства водорода, в отличие от ранних технологий, использует возобновляемые природные ресурсы, почти не производит парниковых газов и не требует дорогих или тяжелых металлов.

Jonathan R. Mielenz, лидер группы Бионаук и Бионаучных Технологий при Национальной Лаборатории Oak Ridge (Oak Ridge National Laboratory), который знаком с работой Zhang, но не принимал в ней участие, говорит, что это открытие имеет потенциал для оказания существенного влияния на альтернативную энергетику. «Ключом к этой удивительной разработке является то, что Zhang использовал второй наиболее распространенный сахар в растениях для производства водорода», говорит он. «Это дает дополнительное преимущество и снижает общую стоимость производства водорода из биомассы».

Ранее, препятствиями для коммерческого производства водорода из биомассы были высокая стоимость производственных процессов и относительно низкое количество конечного продукта. Zhang заявляет, что он нашел решение этих проблем.

Технология освобождает водород высокой чистоты в мягких условиях при 50 градусах Цельсия и нормальном атмосферном давлении. Биокатализатор, используемый для производства водорода, – группа энзимов, искусственно изолированных от микроорганизмов, размножающихся при высоких температурах.

Исследователи использовали ксилозу, которая содержит в себе до 30% клеточных стенок растений. Несмотря на ее изобилие, использование ксилозы для производства водорода было ограничено. Обычные микроорганизмы, которые ранее использовались учеными в их экспериментах, не могли производить водород в больших количествах из-за преобладания процессов роста и размножения над процессами разделения молекул воды.

Для производства водорода, ученые из Virginia Tech выделили ряд энзимов из их родных микроорганизмов для создания особого энзимного коктейля, который нельзя найти в природе. Эти энзимы, в сочетании с ксилозой и полифосфатом, высвобождают количество водорода примерно в три раза большее, чем то, что можно получить в естественной среде.

Химические реакции протекают при низких температурах, генерируя водородную энергию, которая выше химической энергии в ксилозе и полифосфате. Это значит, что эффективность процесса более 100%.

«Теперь действительно нет смысла использовать невозобновляемые источники энергии для производства водорода», говорит Zhang. «Мы считаем, что это открытие изменит правила игры на мировом рынке альтернативной энергетики».

Источник: KurzweilAi.