德国研发出生物催化剂实现高效氢气保存方法

日期: 2024-06-05 11:05:01|浏览: 76|编号: 71876

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德国研发出生物催化剂实现高效氢气保存方法

氢气不易储存和运输,这是其作为燃料使用的主要障碍。不过,德国生物学家发现了一种酶,可以作为高效催化剂,将氢气和二氧化碳转化为甲酸,从而找到了一种安全高效的氢气储存方法。相关研究发表在近期的《科学》杂志上。

氢气是一种环保的未来替代能源。为了使氢气的直接加工更加容易,人们一直在考虑替代方法,其中之一就是利用二氧化碳作为中间储存材料。例如,氢气和二氧化碳经催化反应生成甲酸,在需要时再通过氧化还原反应从甲酸中释放出氢气。与气态氢相比,甲酸可以像传统燃料一样储存和运输。它可以直接在需要的地方释放氢气,比如在燃料电池的反应中。科学家估计,75升液态甲酸可以为燃料电池汽车提供行驶约400公里的氢气。甲酸甚至可以直接用于电子设备,比如手机。

由于二氧化碳的热力学稳定性高,迄今为止,二氧化碳的氢化过程不仅需要高温高压,还需要化学催化剂。现在,德国法兰克福大学的生物学家 Kai 和 在一种名为 的细菌中发现了一种酶,它可以作为高效的生物催化剂,使氢气和二氧化碳在温和条件下快速反应。

“这种酶非常有吸引力,因为它可以高效地储存和释放氢气,”穆勒说。他们利用整个细菌,设计了一套生物储氢系统,并申请了专利。由于细菌产生能量的决定性步骤需要钠,科学家们可以通过是否供应钠离子来控制反应。此外,通过设计替代路线,反应中产生的一氧化碳可以回收利用,避免燃料电池因一氧化碳污染而受损。

主编评论

氢气—甲酸—氢气的氧化还原反应被公认为氢能工业化的最佳途径,而关键在于催化剂,无论是二氧化碳加氢阶段,还是氢气还原阶段,都需要催化剂高效参与。因此,国际上不少团队都在进行催化剂研究,近两年也取得了一些可喜的突破。实验室的成功,并没有为工业化带来好消息,这些成果能否从实验室带到工厂,仍是一个让人期待的未知数。不过,方向已定,或许仍需要科学家的坚持、努力和灵感。(中国科技网-科技日报)

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