 Первый образец водородного топливного элемента на ферментах пока вырабатывает напряжение всего в 0,7 вольта и слабенький ток — достаточный лишь для приведения в действие цифровых часов. Однако потенциально эта технология может обеспечить энергией разнообразную портативную электронику.
В обычных топливных элементах кислород (из воздуха) и водород подаются с двух сторон от обменной мембраны, разделяющей камеры с двумя электродами. Мембрана свободно пропускает через себя протоны.
На одном электроде водород разделяется на протоны и электроны. Последние не могут пройти через мембрану и достигают противоположной камеры элемента только после прохождения внешней электрической цепи.
Здесь они участвуют в синтезе воды из кислорода и протонов, прошедших через мембрану. Обе ключевые реакции в топливных элементах поддерживаются катализатором, нанесённом на поверхность электродов. Обычно — это платина. Платиновый катализатор и обменная мембрана — самые дорогие компоненты топливных элементов. И это одна из причин, сдерживающая их распространение.
Но в элементе, созданном Кайли, нет ни того, ни другого.
Британские учёные использовали два недорогих фермента: один, взятый от бактерии (фермент — гидрогеназа), а второй — от гриба (лакказа), которые способны выступать катализаторами тех же самых реакций. Каждый электрод покрыт одним из этих двух ферментов.
А поскольку каждый фермент ускоряет именно свою реакцию, данный топливный элемент не нуждается и в мембране, так как два компонента "горючего" — воздух и водород, в нём могут свободно смешиваться.
В опытном образце – простой стеклянной колбе с двумя электродами, покрытыми ферментами, исследователи получали ток, просто подавая в аппарат воздух с небольшой (несколько процентов) примесью водорода.
|
ua
ru
