Користувач:Vasylevs2003/Чернетка

Ферментний нанореактор вирішує проблему водневого палива.

Вчені розробили інноваційну технологію виробництва екологічно чистого водню для енергетики і автомобілів майбутнього. Ферментний нанореактор в вірусної оболонці перетворює воду на водень, а водень - в електрику.

Дослідники з Університету Індіани створили високоефективний біоматеріал, який виступає в ролі каталізатора при розщепленні води на кисень і водень. Технологію можна використовувати для генерації чистого пального і в паливних елементах. При цьому сировину для водневого пального можна буде зберігати в найбезпечнішою з можливих форм - у вигляді води.

Воднева енергетика має величезний потенціал, оскільки ресурсом для водневого пального є доступна вода. Після згоряння водню знову ж утворюється вода, яка таким чином повертається в природний круговорот. Водень можна спалювати в турбінах, реактивних двигунах, котлах опалення, використовувати для прямого виробництва електрики в паливних елементах. Однак до сих пір є два бар'єру на шляху до водневої енергетики: складність транспортування, зберігання вибухонебезпечного водневого пального і високі витрати на виробництво водню. Нова технологія вирішує, принаймні, одну з проблем.

Біоматеріал P22-Hyd використовує фермент NiFe-гидрогеназу, що володіє унікальною властивістю: здатністю «віднімати» протони у органічних речовин, води і виштовхувати атоми водню. Однак у своєму природному вигляді фермент нестійкий до зовнішнього впливу і тому не годиться для промислового застосування.

Вчені вирішили цю проблему, створивши гібридний матеріал P22-Hyd. Спочатку два гена бактерій кишкової палички виробляють речовини, які використовуються для створення гідрогенази. Потім фермент міститься в вірусну захисну оболонку (капсиду), яка різко підвищує стійкість ферменту до зовнішніх впливів. В результаті загальна ефективність біоматеріалу P22-Hyd в 150 разів вище, ніж у звичайного ферменту.

P22-Hyd по ефективності порівняємо з платиною, але при цьому створюється за допомогою поновлюваних біоресурсів і коштує набагато дешевше. Ще одна перевага P22-Hyd - можливість роботи в двох режимах. Матеріал може руйнувати хімічні зв'язки води (виробництво водневого палива) або рекомбинировать водень і кисень (вироблення електроенергії в паливних елементах).

В даний час учені працюють над вдосконаленням технології: підвищенням ефективності модифікованого ферменту і способів його виробництва. Важливість цього дослідження була відзначена в доповіді Конгресу США, так що вчені можуть розраховувати на інвестиції і швидке виведення технології на ринок.