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細菌“酶解”生氫氣 水變燃料成現(xiàn)實

2009-07-31 02:22:41  

 找不到廉價制氫的方法,阻礙人們實現(xiàn)建設“無油”經(jīng)濟的夢想。(雷克斯專題Rex Features)

  研究發(fā)現(xiàn)一種光動能、含細菌酶的納米粒子(nanoparticles)可以從水中釋放氫氣。《新科學家》雜志稱該納米粒子將把人們引向生成高能量氣體(氫氣)的新策略道路。

  缺乏低成本生成氫氣的方法很大程度上阻礙了人們實現(xiàn)經(jīng)濟型氫燃料替代石油的夢想。現(xiàn)有鉑催化劑生氫的方法非常昂貴。英國牛津大學(Oxford University)化學家歐文·萊斯納(Erwin Reisner)解釋說,含金屬酶所起的作用在不同程度上都被氧氣削弱了,而且也會受到其生成氫氣的損壞;這就使含金屬酶在工業(yè)規(guī)模上使用困難且價格昂貴。

  萊斯納和他的同事弗雷澤·阿姆斯特朗(Fraser Armstrong)經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),一種細菌性氫化酶對氫氣和氧氣都更有抵制力。

  法國格勒諾布爾(Grenoble)約瑟夫傅立葉大學(University of Joseph Fourier)的胡安·馮特西亞-坎普斯(Juan Fontecilla-Camps)最先分離出了鎳、鐵和硒含量豐富的酶。這類酶由一種能導致硫酸鹽減少的細菌(sulphate-reducing bacterium)生成。

  通常,氫氣的存在就會阻止氫化酶的活動,而這類細菌生成的氫化酶的功效卻能相對不受影響;即使在周圍空氣中氧氣含量達1%,該細菌酶也能繼續(xù)工作。這種新的細菌性氫化酶還能與二氧化鈦(Titanium dioxide)納米粒子緊緊結合在一起,因而使其更易生成一種光動能、可生成氫氣的粉末。

  細菌性氫化酶的氫氣轉換率能與鉑催化劑生氫率媲美。因此,對于新型氫化酶的研究也許能夠賦予“設計”更簡單的催化劑以靈感,新“設計”的催化劑將同鉑一樣有效,但卻比鉑廉價許多。

  法國格勒諾布爾的原子能委員會(Atomic Energy Commission)成員馬克·馮特加貝(Marc Fontecave)正在研究這類催化性分子。他說:“我們需的催化劑能在有氧環(huán)境中工作,并且不是只能在1%的含氧量環(huán)境中工作。顯然,在目前狀況下,我對這種新型催化劑的信心要高于對氫化酶的信心。”

  英國東安格利亞大學(University of East Anglia)的克里斯·皮柯特(Chris Pickett)表示贊同,但他對用自然氫化酶生成氫氣的做法予以肯定。他表示:“氫化酶表明我們最終能做到什么,以及目前已經(jīng)我們已經(jīng)做到哪步。”

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