Loading

Водородный топливный «нано-реактор» может сделать водородные автомобили гораздо дешевле

Создано 22.01.2016 14:01
Автор: Natali

Водородный топливный «нано-реактор», который может сделать водородные автомобили гораздо дешевле. Facepla.net последние новости экологии

Ученые из Университета Индианы объявили о создании высокоэффективного биоматериала, который катализирует образование водорода – «Святой Грааль» расщепления Н2О, чтобы создать водород и кислород для дешевой и эффективной заправки автомобилей, которые работают на воде.

Модифицированный фермент, который получает мощность, будучи защищенным внутри оболочки белка - или «капсида» - бактериального вируса, нового материала, который является в 150 раз более эффективным, чем не измененные формы фермента.

«По сути, мы взяли способность вируса на самоопределение бесчисленных генетических блоков и объединили с очень хрупким и чувствительным ферментом с замечательным свойством принимать протоны и «выдавать» водород», рассказал Тревор Дуглас (Trevor Douglas), профессор факультета химии колледжа гуманитарных и естественных наук Индианского университета в Блумингтоне, возглавлявший исследование.

«Конечным результатом является вирусоподобная частица, которая ведет себя так же, как очень сложный материал, который катализирует получение водорода».

Водородный топливный «нано-реактор», который может сделать водородные автомобили гораздо дешевле

Генетический материал, используемый для создания фермента – гидрогеназа - производится двумя генами из распространенной бактерии кишечной палочки Escherichia coli, помещенной внутрь защитного капсида с использованием методов, разработанных ранее этими учеными. hyaA и hyaB – это два гена в бактерии, которые кодируют ключевые субъединицы фермента гидрогеназы. Источником капсиды является бактериальный вирус, известный как бактериофаг P22.

Водородный топливный «нано-реактор», который может сделать водородные автомобили гораздо дешевле

Полученный материал, называемый «P22-Hyd», не только более эффективен, чем неизменный фермент, но и производится путем простого процесса ферментации при комнатной температуре.

Материал является потенциально гораздо дешевле и более экологически чистым в производстве, чем другие материалы, используемые в настоящее время для создания топливных элементов. Дорогостоящий и редкий металл, как например платина, обычно используют, чтобы катализировать водород в качестве топлива в таких продуктах, как дорогие водородные автомобили.

«Этот материал сравним с платиной, за исключением действительно возобновляемых источников», сказал Дуглас. «Вам не нужно добывать его, вы можете создать его при комнатной температуре, массово, используя технологии брожения, это биологический процесс. Это очень зеленый процесс для создания очень высокого класса устойчивого материала».

Кроме того, P22-Hyd разрушает химические связи воды в процессе создания водорода, а также работает в обратном направлении - рекомбинирует водород и кислород для производства энергии. «Реакция проходит в обе стороны - он может быть использован либо в качестве катализатора для производства водорода или в качестве катализатора топливного элемента», объясняет Дуглас.

В природе встречаются три формы гидрогеназы: ди-железо (FeFe)-, только железо (Fe)- и никель-железо (NiFe) -гидрогеназа. Третья форма была выбрана для нового материала по причине своей способности легко интегрироваться в биоматериалы и выдерживать воздействие кислорода.

Водородный топливный «нано-реактор», который может сделать водородные автомобили гораздо дешевле

Модифицированный NiFe-гидрогеназа при инкапсуляции также обладает значительно большей устойчивостью к разрушению под воздействием химических веществ в окружающей среде, и он сохраняет способность катализировать при комнатной температуре. Неизмененный NiFe-гидрогеназа, напротив, очень восприимчив к разрушению при воздействии химических веществ в окружающей среде и разрушается при температуре выше комнатной температуры - что делает незащищенный фермент плохим выбором для использования в производстве и коммерческих продуктах, таких как автомобили.

Эти слабые стороны стали «некоторыми из основных причин, по которым ферменты ранее не использовались в технологии», сказал Дуглас. Другой трудностью является их производство.

«Никто никогда не находил способа создания достаточно большого количества гидрогеназы, несмотря на невероятный потенциал для производства биотоплива. Но теперь у нас есть метод для стабилизации и производства большого количества материала, и огромное увеличение эффективности», продолжил ученый.

Используя свои наработки, Дуглас и его коллеги продолжают изучение P22-Hyd, как идеального ингредиента для водородной мощности, исследуя способы активации каталитической реакции, используя солнечный свет.

Это все звучит не просто, и так оно есть. Но надеемся, новый метод ученых поможет снизить стоимость водородных автомобилей в будущем.

Facepla.net по материалам: news.indiana.edu

Author: Natali

Комментарии: