Израелски учени направиха пробив в производството на зелена енергия | IT.dir.bg

17-11-2017 20-11-2018
Израелски учени направиха пробив в производството на зелена енергия
Снимка: iStock by Getty Images

Израелски учени направиха пробив в производството на зелена енергия

Изследователите "електрифицират" ензими, а електродът осигурява енергията вместо слънцето

60 13588

В борбата с климатичните промени учени от Телавивския университет направиха голям пробив в производството на "зелен" водород. Техният метод не само избягва замърсяването на въздуха, но и предлага високо ниво на ефективност, предаде израелската новинарска агенция ТПС, на която се позова БТА.

Водородът е първична суровина както за селското стопанство, така и за промишлеността, с потенциал за драстично намаляване на въглеродните емисии. Произвеждането и горенето на водород не отделя замърсяващи газове, а водородът може да се трансформира в електричество или синтетичен газ. "Зеленият" водород се получава без генериране на замърсяващи емисии.

Новият метод е разработен от Ицхак Гринберг и Орен Бен-Цви под ръководството на професорите Ифтах Якоби и Лихи Адлер-Абрамович. Техните открития бяха публикувани този месец в рецензираното списание "Карбън енерджи" (Carbon Energy).

Понастоящем "зеленият" водород се произвежда предимно чрез преминаване на електрически ток през молекулите на водата, за да се разделят атомите на водорода и кислорода. Според Бен-Цви този метод на електролиза "изисква скъпоценни и редки метали като платина, заедно с дестилация на вода". Това е "15 пъти по-скъпо" от "сивия водород" (извлеченият водород от природен газ, метан или други изкопаеми горива). Усилията за борба с изменението на климата са насочени към отказ от "сивия водород", тъй като при производството му се отделят значителни количества въглероден газ, който не може да бъде уловен.

Вместо да приложат електролиза към водата, учените обръщат вниманието си към ензимите.

Водородът "се произвежда от ензими в микроскопичните организми, които получават енергия за това чрез процесите на фотосинтеза". "В лабораторията "електрифицираме" тези ензими. Това означава, че електродът осигурява енергията вместо слънцето. Резултатът е особено ефективен процес, без необходимост от нетипични условия, който може да използва електричество от възобновяеми източници като слънчеви панели или вятърна турбина", казва Гринберг.

Един от проблемите, с които учените се сблъскват, отбелязва Гринберг, е, че "ензимът "бяга" от електрическия заряд, затова трябва да бъде задържан на място чрез химическа обработка. Намерихме прост и ефикасен начин да прикрепим ензима към електрода, както и да го използваме".

Учените са използвали гел на водна основа, за да прикрепят ензима към електрода, и са успели да произведат зелен водород с помощта на биокатализатор. Методът показа 90% ефективност, което означава, че 90% от въведените в системата електрони се отлагат във водорода без никакви вторични процеси. Иновацията се състои в това, че гелът просто се използва за производството на водород.

"Натопихме електрода в гел, който съдържаше ензим за производство на водород, наречен хидрогеназа", каза Якоби. "Гелът задържа ензима за дълго време, дори под електрическо напрежение, и дава възможност за производство на водород с голяма ефективност и при благоприятни за ензима условия на околната среда - например в солена вода, за разлика от електролизата, която изисква дестилирана вода."

Друго предимство на използването на гела е, че той "се сглобява сам", казва Адлер-Абрамович. "Поставяте материала във вода и той се утаява в нанометрични влакна, които образуват гела. Ние показахме, че тези влакна също са в състояние да залепят ензима към електрода. Тествахме гела с два други ензима, освен с хидрогеназата, и доказахме, че той е в състояние да прикрепи различни ензими към електрода", обясни тя.

"Надяваме се, че в бъдеще ще бъде възможно нашият метод да се използва в търговската мрежа, да се намалят разходите и да се премине към използването на зелен водород в индустриите, селското стопанство, както и като чист източник на енергия", казва Бен-Цви.

Израелски учени направиха пробив в производството на зелена енергия

Израелски учени направиха пробив в производството на зелена енергия

Изследователите "електрифицират" ензими, а електродът осигурява енергията вместо слънцето

60 13588 Снимка: iStock by Getty Images

В борбата с климатичните промени учени от Телавивския университет направиха голям пробив в производството на "зелен" водород. Техният метод не само избягва замърсяването на въздуха, но и предлага високо ниво на ефективност, предаде израелската новинарска агенция ТПС, на която се позова БТА.

Водородът е първична суровина както за селското стопанство, така и за промишлеността, с потенциал за драстично намаляване на въглеродните емисии. Произвеждането и горенето на водород не отделя замърсяващи газове, а водородът може да се трансформира в електричество или синтетичен газ. "Зеленият" водород се получава без генериране на замърсяващи емисии.

Новият метод е разработен от Ицхак Гринберг и Орен Бен-Цви под ръководството на професорите Ифтах Якоби и Лихи Адлер-Абрамович. Техните открития бяха публикувани този месец в рецензираното списание "Карбън енерджи" (Carbon Energy).

Понастоящем "зеленият" водород се произвежда предимно чрез преминаване на електрически ток през молекулите на водата, за да се разделят атомите на водорода и кислорода. Според Бен-Цви този метод на електролиза "изисква скъпоценни и редки метали като платина, заедно с дестилация на вода". Това е "15 пъти по-скъпо" от "сивия водород" (извлеченият водород от природен газ, метан или други изкопаеми горива). Усилията за борба с изменението на климата са насочени към отказ от "сивия водород", тъй като при производството му се отделят значителни количества въглероден газ, който не може да бъде уловен.

Вместо да приложат електролиза към водата, учените обръщат вниманието си към ензимите.

Водородът "се произвежда от ензими в микроскопичните организми, които получават енергия за това чрез процесите на фотосинтеза". "В лабораторията "електрифицираме" тези ензими. Това означава, че електродът осигурява енергията вместо слънцето. Резултатът е особено ефективен процес, без необходимост от нетипични условия, който може да използва електричество от възобновяеми източници като слънчеви панели или вятърна турбина", казва Гринберг.

Един от проблемите, с които учените се сблъскват, отбелязва Гринберг, е, че "ензимът "бяга" от електрическия заряд, затова трябва да бъде задържан на място чрез химическа обработка. Намерихме прост и ефикасен начин да прикрепим ензима към електрода, както и да го използваме".

Учените са използвали гел на водна основа, за да прикрепят ензима към електрода, и са успели да произведат зелен водород с помощта на биокатализатор. Методът показа 90% ефективност, което означава, че 90% от въведените в системата електрони се отлагат във водорода без никакви вторични процеси. Иновацията се състои в това, че гелът просто се използва за производството на водород.

"Натопихме електрода в гел, който съдържаше ензим за производство на водород, наречен хидрогеназа", каза Якоби. "Гелът задържа ензима за дълго време, дори под електрическо напрежение, и дава възможност за производство на водород с голяма ефективност и при благоприятни за ензима условия на околната среда - например в солена вода, за разлика от електролизата, която изисква дестилирана вода."

Друго предимство на използването на гела е, че той "се сглобява сам", казва Адлер-Абрамович. "Поставяте материала във вода и той се утаява в нанометрични влакна, които образуват гела. Ние показахме, че тези влакна също са в състояние да залепят ензима към електрода. Тествахме гела с два други ензима, освен с хидрогеназата, и доказахме, че той е в състояние да прикрепи различни ензими към електрода", обясни тя.

"Надяваме се, че в бъдеще ще бъде възможно нашият метод да се използва в търговската мрежа, да се намалят разходите и да се премине към използването на зелен водород в индустриите, селското стопанство, както и като чист източник на енергия", казва Бен-Цви.