美發(fā)明利用多糖高效生產(chǎn)氫能的方法

科學(xué)家已經(jīng)找到生產(chǎn)氫氣的最便捷反應(yīng)體系，這一研究成果有望使氫氣這一清潔能源真正實(shí)用化。 據(jù)悉，這一反應(yīng)體系是在美國化學(xué)會第235次會議上發(fā)布的，并被稱為當(dāng)前世界上生產(chǎn)氫能源的最有效方法。據(jù)研究小組帶頭人，美國弗吉尼亞理工大學(xué)生物化學(xué)工程師珀西瓦爾?張教授介紹說，該反應(yīng)將植物多糖、水和多種高效酶混合在一起進(jìn)行反應(yīng)，最終生成了氫氣和二氧化碳。這項(xiàng)新的反應(yīng)體系解決了“氫經(jīng)濟(jì)”的三個(gè)主要技術(shù)壁壘：如何降低成本，如何儲存以及如何有效進(jìn)行傳輸。研究者稱，這是一項(xiàng)革命性的進(jìn)展，開啟了氫研究的新方向。他們相信，隨著這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，多糖完全有可能為交通工具提供動(dòng)力來源。

就現(xiàn)狀來看，盡管氫能源是一種能夠替代化石能源的可持續(xù)清潔能源，但氫產(chǎn)品目前比較昂貴且低效。很多傳統(tǒng)的商業(yè)生產(chǎn)方法都依賴天然氣等化石能源，產(chǎn)能微生物也只能產(chǎn)生較少的氫氣，上述原因都導(dǎo)致了氫能源目前還無法廣泛應(yīng)用。因此，全世界的研究者都在急于尋找能夠高效生產(chǎn)氫氣的方法。 　　張教授和他的同事聲稱，他們已經(jīng)找到了從植物中生產(chǎn)氫氣的最有效體系。研究人員收集了13種不同的酶，把它們與水和淀粉共同放在一個(gè)特別設(shè)計(jì)的反應(yīng)器中，將溫度設(shè)定為約30℃左右進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的發(fā)酵液最終會生成二氧化碳和氫氣，沒有其他的污染物。

這種方法被稱為“體外合成生物學(xué)”，能夠生產(chǎn)出高出厭氧發(fā)酵理論產(chǎn)量3倍的氫氣。張教授解釋說，目前的問題是氫氣的產(chǎn)生速度相對于商業(yè)使用來說太慢，反應(yīng)速度也不理想。不過這項(xiàng)突破的進(jìn)步讓他們看到了今后努力的方向，研究人員現(xiàn)在主要致力于采取不同的方法使該反應(yīng)系統(tǒng)能夠更快更高效，他們正在嘗試尋找能在高溫下工作的酶，從而加速產(chǎn)氫反應(yīng)的速度。該小組同時(shí)也在嘗試?yán)美w維素產(chǎn)氫，他們相信，盡管纖維素比淀粉更難被分解，但它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)很相似，如果替換混合酶中的幾種酶同樣可以將纖維素進(jìn)行分解，最終產(chǎn)生氫氣。

張教授樂觀地展望該項(xiàng)技術(shù)的前景稱：“有一天人們將會去雜貨店買做甜品的固體淀粉或者纖維素裝進(jìn)汽車的汽油桶里做燃料，與那些使用化石能源的汽車不同的是，它不會產(chǎn)生任何氣味，并且由于產(chǎn)生的氫氣立刻就會被消耗掉，不會有任何儲存的安全隱患。這樣產(chǎn)生和使用動(dòng)力源的方式將比現(xiàn)在的汽車更廉價(jià)、更清潔，也更高效。” 　　同時(shí)，新的技術(shù)也可以用來建立氫氣加氣站甚至家庭加氣站，雖然就目前情況看，消費(fèi)者還不能利用這種技術(shù)，但張教授認(rèn)為，研究人員需要用8年—10年來提高該系統(tǒng)的產(chǎn)氫效率，以符合應(yīng)用要求。但小型產(chǎn)氫技術(shù)有可能在短期內(nèi)實(shí)用化，用于制造多糖貯氫燃料電池，為音樂播放器、手提電腦和手機(jī)提供能量，他認(rèn)為，小型產(chǎn)氫技術(shù)有可能在3年—5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。