New Scientist: Nové vodíkové články budou možná využívat přírodní enzymy
Vodíkové palivové články jsou atraktivní alternativou konvenčních baterií, protože k výrobě elektřiny potřebují jen vodík a kyslík. Jako odpadní látka vzniká voda.
Klasické články pracují ve dvou fázích. Nejprve se vodík rozdělí na protony a elektrony předtím, než dojde ke spojení s kyslíkem na vodu. Reakce probíhají na dvou oddělených elektrodách, které mezitím nutí elektrony cestovat elektrickým obvodem a produkovat tak elektrický proud. Tyto reakce jsou obvykle závislé na elektrodách, obsahujících drahé kovové katalyzátory jako je platina.
Vědci z Oxfordu použili dva enzymy, jeden z bakterie a druhý z houby, aby katalyzovali stejné chemické reakce. Každá elektroda je potažena jedním ze dvou enzymů. Bakteriální enzymy rozloží vodík jako část svého přirozeného metabolismu, a enzymy hub zase přirozeně kombinují vodík s kyslíkem - obvykle, aby rozkládaly dřevo.
Tím, že enzymy jsou speciálně zaměřené na řízení těchto dvou reakcí, mohou být použity k tomu sestavení mnohem kompaktnějšího článku, který umožňuje smíchat malá množství obou paliv dohromady. "S platinovými elektrodami musíte mít speciální membránu, která musí udržet dvě paliva oddělena, jinak nezískáte žádnou energii," vysvětluje Kylie Vincentová z Oxfordské univerzity. "Pokud máte specifické katalyzátory jako enzymy, žádnou membránu nepotřebujete."
To by podle Vincentové výrazně zlevnilo výroby palivového článku. "Navíc enzymy jsou úplně biologicky rozložitelné," dodává.
Vědecký tým také vyvíjí jednoduchý prototyp - skleněnou nádržku obsahující dvě elektrody, každou obalenou jedním z enzymů. Přidáním několika procent vodíku do vzduchu uvnitř nádoby se spustí reakce enzymů a vzniká slabý elektrický proud. Palivový článek tak může vyrobit asi 700 milivoltů, dost na napájení digitálních hodinek.
Energetický odborník Paul Allen z Centra pro alternativní technologie ve Walesu říká, že články by mohly být skvělou alternativou k bateriím v přenosných přístrojích. "Baterie v kamerách a hodinkách obsahují těžké kovy, se kterými není snadné nakládání. Dobíjecí alternativa, navíc kdyby byla finančně rentabilní, by nám byla velmi užitečná."
Allen ale poznamenává, že stejně je potřeba ještě energie k výrobě vodíku. "Musíme mít na paměti, že palivové články jsou sklady energie, nikoli její generátory," říká energetik. "Dokud nevyvineme výrobní kapacity na bázi obnovitelných zdrojů na začátku tohoto cyklu, stále bude přetrvávat energetický deficit."
reklama
