
Учёные разработали способ генерации чистой электроэнергии с помощью куриных перьев
Пищевая промышленность создает огромное количество отходов и побочных продуктов. Каждый год сжигается около 40 миллионов тонн куриных перьев, что не только вызывает выброс больших объемов CO2, но и производит токсичные газы, такие как диоксид серы.
Исследователи из Швейцарской высшей школы Цюриха (ETH) и Наньянского технологического университета (NTU) нашли способ использовать эти перья на благо науки. С помощью простого и экологически безопасного процесса они извлекли белок кератин из перьев и превратили его в ультратонкие волокна, известные как амилоидные фибриллы. Эти кератиновые фибриллы затем участвуют в производстве мембран топливных ячеек.
Топливные ячейки генерируют электроэнергию из водорода и кислорода без выбросов CO2, выделяя только тепло и воду. В центре каждой топливной ячейки находится полупроницаемая мембрана. Она позволяет протонам проходить через себя, но блокирует электроны, заставляя их двигаться через внешнюю цепь от отрицательно заряженного анода к положительно заряженному катоду, таким образом, производя электрический ток.
В традиционных топливных ячейках мембраны до сих пор создавались из высокотоксичных химических веществ, или так называемых «вечных химикатов» — их производство стоит дорого и они не разлагаются в окружающей среде. Мембрана, разработанная исследователями ETH и NTU, в свою очередь, состоит главным образом из кератина, который не несет вреда окружающей среде и доступен, так как перья кур состоят из него на 90%. Это означает, что мембрана, разработанная исследователями, уже в три раза дешевле, чем традиционные аналоги.
— Раффаэль Мецценга, профессор по пищевым и мягким материалам в ETH.
Тем не менее, есть еще ряд проблем, которые нужно решить, прежде чем водород сможет стать источником энергии. Поскольку он не существует на Земле в чистом виде, водород необходимо производить, что требует большого количества энергии. Новая мембрана может пригодиться в будущем, потому что ее можно использовать не только в топливных ячейках, но и при расщеплении воды.
— Раффаэль Мецценга.
В процессе, известном как электролиз, через воду проходит постоянный ток, вызывая образование кислорода на положительно заряженном аноде, в то время как водород выделяется на отрицательно заряженном катоде. Чистая вода недостаточно проводящая и требует добавления кислот. Новая мембрана, однако, проницаема для протонов и обеспечивает необходимую для эффективного расщепления миграцию частиц между анодом и катодом, что дает возможность использовать чистую воду. Следующим шагом исследователей будет улучшение и дальнейшее изучение стабильности и долговечности кератиновой мембраны.
Исследователи из Швейцарской высшей школы Цюриха (ETH) и Наньянского технологического университета (NTU) нашли способ использовать эти перья на благо науки. С помощью простого и экологически безопасного процесса они извлекли белок кератин из перьев и превратили его в ультратонкие волокна, известные как амилоидные фибриллы. Эти кератиновые фибриллы затем участвуют в производстве мембран топливных ячеек.
Топливные ячейки генерируют электроэнергию из водорода и кислорода без выбросов CO2, выделяя только тепло и воду. В центре каждой топливной ячейки находится полупроницаемая мембрана. Она позволяет протонам проходить через себя, но блокирует электроны, заставляя их двигаться через внешнюю цепь от отрицательно заряженного анода к положительно заряженному катоду, таким образом, производя электрический ток.
В традиционных топливных ячейках мембраны до сих пор создавались из высокотоксичных химических веществ, или так называемых «вечных химикатов» — их производство стоит дорого и они не разлагаются в окружающей среде. Мембрана, разработанная исследователями ETH и NTU, в свою очередь, состоит главным образом из кератина, который не несет вреда окружающей среде и доступен, так как перья кур состоят из него на 90%. Это означает, что мембрана, разработанная исследователями, уже в три раза дешевле, чем традиционные аналоги.
Я посвятил несколько лет исследованиям различных способов использования пищевых отходов в системах возобновляемой энергии. Наше последнее открытие закрывает цикл их производства: мы берем вещество, которое выделяет CO2 и токсичные газы при сжигании, и используем его иначе. С нашей новой технологией мы не только заменяем токсичные вещества на экологически чистые, но и предотвращаем выброс CO2, уменьшая общий углеродный след цикла производства
— Раффаэль Мецценга, профессор по пищевым и мягким материалам в ETH.
В поиске чистой энергии
Тем не менее, есть еще ряд проблем, которые нужно решить, прежде чем водород сможет стать источником энергии. Поскольку он не существует на Земле в чистом виде, водород необходимо производить, что требует большого количества энергии. Новая мембрана может пригодиться в будущем, потому что ее можно использовать не только в топливных ячейках, но и при расщеплении воды.
Водород — самый распространенный элемент во вселенной, но, к сожалению, не на Земле
— Раффаэль Мецценга.
В процессе, известном как электролиз, через воду проходит постоянный ток, вызывая образование кислорода на положительно заряженном аноде, в то время как водород выделяется на отрицательно заряженном катоде. Чистая вода недостаточно проводящая и требует добавления кислот. Новая мембрана, однако, проницаема для протонов и обеспечивает необходимую для эффективного расщепления миграцию частиц между анодом и катодом, что дает возможность использовать чистую воду. Следующим шагом исследователей будет улучшение и дальнейшее изучение стабильности и долговечности кератиновой мембраны.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Скрытые миллиарды: население Земли оказалось гораздо больше, чем считалось
Новые исследования бросают вызов официальным демографическим данным....

«Инопланетяне» на Земле? Древние 8-метровые «грибы» оказались совершенно неизвестной формой жизни
Вот уже 180 лет подряд живые «башни» ставят в тупик всю науку....

Тайна болезней на космической станции наконец-то раскрыта!
Ученые говорят: во всем виновата… идеальная уборка на МКС....

«Шерстистый дьявол» обнаружен в пустыне, на границе Мексики и США
Ученые говорят: такой уникальной находки не было последние полвека....

Американские спецслужбы скрывают правду о самой древней из библейских реликвий?
Экстрасенс ЦРУ предупредил: Ковчег Завета убьет каждого, кто к нему прикоснется....

Ученые рассказали и показали, как выглядит Антарктида без льда
Высокие горы, глубочайшие каньоны, 58 метров до Апокалипсиса и множество других тайн....

Археологи ликуют: в Испании нашли рисунки, которые старше человечества!
200 000-летняя находка заставит пересмотреть учебники....

iPhone, давай до свидания! Илон Маск презентовал инновационный смартфон PhoneX
Это устройство слишком прекрасно для нашей реальности....

Самые массовые и дикие розыгрыши на 1 апреля в мировой истории
Это вам не просто «вся спина белая»....

Кислород устарел! Ученые нашли новый ключ к внеземной жизни
Гицеанические миры могут стать новой надеждой астрофизиков....

Ученые поражены: мыши, как спасатели, оживляют своих сородичей, попавших в беду
Открытие, от которого дрогнет даже самое черствое сердце....

На 100 000 лет раньше людей: ученые рассказали, кто устроил первые похороны на планете
Загадочные карлики Homo naledi, чей мозг был размером с апельсин, оказались не глупее нас с вами....

Секретная мутация гена: оказалось, ее имеют все обитатели Марианской впадины
Поразительное открытие китайских ученых может изменить всю теорию эволюции....

Ученый рассказал, как использовались загадочные артефакты из гробницы Тутанхамона
Это было как в фильме «Мумия»: «Фараон должен воскреснуть!»...

Гигантский айсберг скрывал древнюю живую экосистему
Губки и кораллы благоденствуют на обнажившемся морском дне в месте, ранее недоступном взгляду....

Зад-ловушка: причудливое существо из янтаря было за гранью воображения
Задняя часть тела работала… как растение....