
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

Выяснилось, что суша вокруг Аральского моря... стремительно поднимается
И ученые сумели разгадать эту удивительную загадку природы....

В каменных гробницах древней Ирландии похоронены вовсе не те, о ком думали ученые
Генетический анализ переписывает историю неолита....

Тайна последнего Папы: сбудется ли пророчество XII века?
Три Петра, один престол: что об этом говорят историки и сам Ватикан?...

Что 220 дней в космосе сделали с 70-летним мужчиной?
Старейший астронавт NASA возвратился на Землю....

Застукали: антарктического гигантского кальмара впервые запечатлели в естественной среде
Прошёл век после открытия вида....

Невероятная история единственного человека, которому удалось проникнуть в Зону 51
Джерри Фримен не только выбрался оттуда, но и рассказал, что увидел....

«Двух монстров» засняли на камеру в знаменитом шотландском озере
Ученые не верят, но кого тогда видел очевидец?...

Американские военные приступили к строительству орбитального авианосца
Пентагон говорит, что это исключительно ради мира. Но эксперты прогнозируют военную эскалацию в космосе....

Оказывается, римляне периодически врали о своих победах в исторических хрониках
Недавно археологи обнаружили в Судане очередное яркое тому подтверждение....

Бетон в туннелях для автотранспорта гниёт удивительно быстро
Казалось бы прочный материал гложут микробы....

Китай испытал новейшую водородную, но не ядерную бомбу
Кто-то говорит, что это инновация, а кто-то, что такое уже было в СССР....

Ученые заставили человеческий глаз видеть совершенно новый цвет
Он называется оло, и его практически не описать словами....

Шимпанзе устраивают пьяные вечеринки
Похоже, у человека и близких видов это в крови....

Вороны еще раз подтвердили свою гениальность
Исследование показало, что эти птицы отлично распознают… геометрические фигуры....

Ученые доказали: вода на Земле не из космоса, а своя собственная
Она зародилась «автоматически». И это в корне меняет теорию жизни во Вселенной....

Нюхали чужие футболки: женщины полагаются на запах при выборе друзей
Наука требует странных опытов....