廉价的氢能得到纳米管的推动

时间:2017-06-03 07:22:29166网络整理admin

罗伯特·阿德勒(Robert Adler)科学家通过成功地将碳纳米管“连接”到氢化酶(一种可用于利用氢气作为燃料的生物分子),使我们更接近氢基经济导电纳米管充当微小的导线,在氢化酶分子驱动氢基化学反应时从氢化酶分子中穿梭例如,氢气与氧气反应释放电力,因此可以为汽车提供更环保的方式将水分解为氢气和氧气提供了一种存储使用太阳能电池板等技术产生的电力的方法但是,从这些反应中获取电能的现有方法依赖于稀有且昂贵的贵金属,例如铂,钯或钌将纳米管连接到催化剂氢化酶可以提供更便宜的方法 “我们需要能够开发出能够产生廉价和有效能源的方法,”Paul King在美国科罗拉多州国家可再生能源实验室领导Michael Heben的研究工作 “现在我们从生物学中得到了一个很好的技巧,从长远来看可能更有效”研究人员通过首先使用类似洗涤剂的表面活性剂来制造含有氢化酶的单独悬浮液,从而在单个氢化酶分子和单壁碳纳米管之间形成电连接纳米管当这两种混合物结合时,纳米管自发地附着在氢化酶分子上,产生稳定的导电键将纳米管连接到电路可以提供从实际使用的化学反应中吸取电力的方法研究人员仍在研究这些连接的确切位置和性质,但认为纳米管将自身附着在每个氢化酶分子的电活性位点上在过去,让这些敏感的天然酶与其他材料连接一直是一个挑战 “起初,我们对结果感到惊讶,”金说 “目前尚不清楚他们会互动,但他们只是自我组装它是一种非常强大且明显稳定的相互作用“研究人员能够通过观察悬浮纳米管光学性质的变化来检查连接是否成功传输电子,这些变化是在吸收带电粒子时发生的纳米管通常吸收并重新发射特征波长的光,但是在加入氢化酶之后,这种光致发光消失,这表明该酶在催化氧化氢时将电子馈送到纳米管中该团队发现,他们可以通过改变溶液的pH平衡或其中的氢含量来控制催化反应正如预期的那样,当他们添加氧气,使氢化酶失活时,纳米管再次点亮在没有氧气的情况下,氢化酶 - 纳米管连接继续工作长达一周 “这是一个令人兴奋的结果,”美国蒙大拿州立大学的约翰彼得斯说 “将氢化酶连接到导电材料的能力为生物杂化,无贵金属的燃料电池技术和新的产氢材料铺平了道路”这正是金和他的同事们的目标 “这是一种直接从太阳能到氢能形式的化学能的方式,”他说 “在下游,我们希望用这种酶代替催化剂,例如铂,用于太阳能 - 氢能生产”期刊参考:Nano Letters(第7卷,第11期,第3528页)能源和燃料 - 了解更多信息我们全面的专题报告中即将到来的能源危机更多关于这些主题: