美发明利用多糖高效生产氢能的方法

   日期:2019-08-14     来源:互联网    作者:admin    浏览:3    评论:0    
核心提示:据美国《每日科学》网站4月10日报道,科学家已经找到生产氢气的最便捷反应体系,这一研究成果有望使氢气这一清洁能源真正实用化
据美国《每日科学》网站4月10日报道,科学家已经找到生产氢气的最便捷反应体系,这一研究成果有望使氢气这一清洁能源真正实用化。

  据悉,这一反应体系是在美国化学会第235次会议上发布的,并被称为当前世界上生产氢能源的最有效方法。据研究小组带头人,美国弗吉尼亚理工大学生物化学工程师珀西瓦尔•张教授介绍说,该反应将植物多糖、水和多种高效酶混合在一起进行反应,最终生成了氢气和二氧化碳。这项新的反应体系解决了“氢经济”的三个主要技术壁垒:如何降低成本,如何储存以及如何有效进行传输。研究者称,这是一项革命性的进展,开启了氢研究的新方向。他们相信,随着这项技术的发展,多糖完全有可能为交通工具提供动力来源。

  就现状来看,尽管氢能源是一种能够替代化石能源的可持续清洁能源,但氢产品目前比较昂贵且低效。很多传统的商业生产方法都依赖天然气等化石能源,产能微生物也只能产生较少的氢气,上述原因都导致了氢能源目前还无法广泛应用。因此,全世界的研究者都在急于寻找能够高效生产氢气的方法。

  张教授和他的同事声称,他们已经找到了从植物中生产氢气的最有效体系。研究人员收集了13种不同的酶,把它们与水和淀粉共同放在一个特别设计的反应器中,将温度设定为约30℃左右进行反应,反应后的发酵液最终会生成二氧化碳和氢气,没有其他的污染物。

  这种方法被称为“体外合成生物学”,能够生产出高出厌氧发酵理论产量3倍的氢气。张教授解释说,目前的问题是氢气的产生速度相对于商业使用来说太慢,反应速度也不理想。不过这项突破的进步让他们看到了今后努力的方向,研究人员现在主要致力于采取不同的方法使该反应系统能够更快更高效,他们正在尝试寻找能在高温下工作的酶,从而加速产氢反应的速度。

  该小组同时也在尝试利用纤维素产氢,他们相信,尽管纤维素比淀粉更难被分解,但它们的化学结构很相似,如果替换混合酶中的几种酶同样可以将纤维素进行分解,最终产生氢气。

  张教授乐观地展望该项技术的前景称:“有一天人们将会去杂货店买做甜品的固体淀粉或者纤维素装进汽车的汽油桶里做燃料,与那些使用化石能源的汽车不同的是,它不会产生任何气味,并且由于产生的氢气立刻就会被消耗掉,不会有任何储存的安全隐患。这样产生和使用动力源的方式将比现在的汽车更廉价、更清洁,也更高效。”

  同时,新的技术也可以用来建立氢气加气站甚至家庭加气站,虽然就目前情况看,消费者还不能利用这种技术,但张教授认为,研究人员需要用8年—10年来提高该系统的产氢效率,以符合应用要求。但小型产氢技术有可能在短期内实用化,用于制造多糖贮氢燃料电池,为音乐播放器、手提电脑和手机提供能量,他认为,小型产氢技术有可能在3年—5年内实现。
 
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