Наука для всех простыми словами

Самый лучший сайт c познавательной информацией.

Ферментный нанореактор проблему водородного топлива решает.

17.03.2016 в 18:54

( Технологии@Science_Newworld).

Ученые разработали инновационную технологию производства экологически чистого водорода для энергетики и автомобилей будущего. Ферментный нанореактор в вирусной оболочке превращает воду в водород, а водород - в электричество.

Ферментный нанореактор проблему водородного топлива решает.
Исследователи из университета индианы создали высокоэффективный биоматериал, который выступает в роли катализатора при расщеплении воды на кислород и водород. Технологию можно использовать для генерации чистого горючего и в топливных ячейках. При этом сырье для водородного горючего можно будет хранить в самой безопасной из возможных форм - в виде воды.

Водородная энергетика имеет огромный потенциал, поскольку ресурсом для водородного горючего является доступная вода. После сгорания водорода опять же образуется вода, которая таким образом возвращается в естественный круговорот. Водород можно сжигать в турбинах, реактивных двигателях, котлах отопления, использовать для прямого производства электричества в топливных ячейках. Однако до сих пор есть два барьера на пути к водородной энергетике: сложность транспортировки, хранения взрывоопасного водородного горючего и высокие затраты на производство водорода. Новая технология решает, по крайней мере, одну из проблем.

Биоматериал P22-Hyd использует фермент Nife - гидрогеназу, обладающий уникальным свойством: способностью "Отнимать" протоны у органических веществ, воды и выталкивать атомы водорода. Однако в своем естественном виде фермент неустойчив к внешнему воздействию и поэтому не годится для промышленного применения.

Ученые решили эту проблему, создав гибридный материал P22-Hyd. Сначала два гена бактерий кишечной палочки производят вещества, используемые для создания гидрогеназы. Затем фермент помещается в вирусную защитную оболочку (капсиду), которая резко повышает устойчивость фермента к внешним воздействиям. В результате общая эффективность биоматериала P22-Hyd в 150 раз выше, чем у обычного фермента.

P22-Hyd по эффективности мы сравним с платиной, но при этом создается с помощью возобновляемых биоресурсов и стоит намного дешевле. Еще одно преимущество P22-Hyd - возможность работы в двух режимах. Материал может разрушать химические связи воды (производство водородного топлива) или рекомбинировать водород и кислород (выработка электроэнергии в топливных элементах.

В настоящее время ученые работают над совершенствованием технологии: повышением эффективности модифицированного фермента и способов его производства. Важность этого исследования была отмечена в докладе конгресса США, так что ученые могут рассчитывать на инвестиции и быстрый вывод технологии на рынок.