Как превратить один из крупнейших отходов сельского хозяйства в экологически чистое энергетическое решение. Ученые из ETC Цюриха и Наньянского технологического университета нашли способ переработки куриных перьев, ранее бывших побочным сельскохозяйственным продуктом, производящим парниковые газы, в фибриллы, которые составляют полупроницаемую мембрану в сердцевине водородных топливных элементов.
Об этом пишет popularmechanics.com.
Водородные топливные элементы борются за первое место среди экологически чистых энергетических решений человечества, но химические вещества, содержащиеся в топливных элементах, а также экологические издержки производства водорода являются серьезным технологическим препятствием. Этот новый процесс не только предотвращает сгорание миллионов тонн перьев, но также снижает стоимость производства топливных элементов, одновременно устраняя необходимость в использовании «вечных химикатов».
Популяция Gallus gallus domesticus, известная как курица, насчитывает более 30 миллиардов особей и является самым плодовитым позвоночным, когда-либо обитавшим на Земле. В США ежегодно убивают 9 миллиардов этих животных ради мяса, и куриные перья - один из крупнейших побочных продуктов птицеводства. Ежегодно по всему миру сжигается около 40 миллионов тонн этих перьев, что только усугубляет климатический кризис.
К счастью, у группы ученых из ETH Zurich и Наньянского технологического университета Сингапура (NTU) есть идея получше. В статье, опубликованной на прошлой неделе в журнале ACS Applied Materials & Sciences , Раффаэле Меззенга и его команда из ETH Zurich описывают новый процесс преобразования природного кератина (вещества, из которого состоят ваши волосы и ногти), содержащегося в куриных перьях , в ультратонкие. волокна, известные как «амилоидные фибриллы».
Куриные перья примерно на 90 процентов состоят из кератина, и так уж получилось, что эти пропитанные кератином фибриллы являются идеальными кандидатами на замену высокотоксичных « вечных химикатов », названных так потому, что они не разлагаются в окружающей среде. обнаружен в полупроницаемых мембранах водородных топливных элементов.
«Наша последняя разработка замыкает цикл: мы берем вещество, которое при сжигании выделяет CO 2 и токсичные газы, и используем его в других условиях», — говорит Маззенга в заявлении для прессы . «Благодаря нашей новой технологии она не только заменяет токсичные вещества, но и предотвращает выброс CO 2 , уменьшая общий цикл выбросов углекислого газа».
По своей сути водородные топливные элементы работают путем расщепления протонов и электронов молекул водорода, и именно амилоидная мембрана делает это возможным. Эти фибриллы позволяют положительно заряженным протонам проходить через них, заставляя отрицательно заряженные электроны проходить через внешнюю цепь от анода к катоду, создавая таким образом электрический ток (а также избыточное тепло).
Использование кератина, содержащегося в перьях, вместо обычных «вечных химикатов» имеет огромные преимущества с точки зрения цены. По оценкам ученых, для создания одного квадратного метра мембраны , которая примерно равна толщине человеческого волоса, требуется 100 граммов перьев , и это уже делает эти мембраны, наполненные кератином, в три раза менее дорогостоящими, чем традиционные методы. Эти мембраны также могут помочь снизить экологические издержки электролиза , который представляет собой процесс расщепления воды и создания водородного топлива. Если водород станет серьезным игроком в будущем зеленой энергетики человечества, это жизненно важно, поскольку нам необходимо в первую очередь снизить воздействие на окружающую среду и общие затраты, необходимые для производства водорода.
«Водород — самый распространенный элемент во Вселенной, но, к сожалению, не на Земле», — сказал Меззенга в заявлении для прессы.
Хотя создание зеленого будущего требует инвестиций в солнечные панели, электромобили и долгосрочную термоядерную энергию , также потребуется некоторая научная изобретательность, чтобы превратить сельскохозяйственный мусор в сокровище чистой энергии.
