ด้วยวิวัฒนาการหลายพันล้านปี เอ็นไซม์ของจุลินทรีย์จำนวนมากเป็นผู้นำในการดึงอิเล็กตรอนออกจากโมเลกุลของไฮโดรเจนและแยกอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเข้าสู่ปฏิกิริยาทางชีวเคมี ตอนนี้ทีมนัวิทยาศาสตร์ในอังกฤษและเยอรมนีได้ใช้เครื่องจักรระดับโมเลกุลเพื่อสร้างเซลล์เชื้อเพลิงชนิดใหม่ตัวช่วยไฮโดรเจน จุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรียในดิน Ralstonia eutropha เหล่านี้ผลิตเอนไซม์แปรรูปไฮโดรเจน ซึ่งสักวันหนึ่งอาจแทนที่โลหะราคาแพง เช่น แพลทินัม ในเซลล์เชื้อเพลิง
F. MAYER/มหาวิทยาลัย ของ เกิตทิงเงน
เช่นเดียวกับเซลล์เชื้อเพลิงส่วนใหญ่ เซลล์นี้จะขโมยอิเล็กตรอนจากโมเลกุลไฮโดรเจนและมอบให้กับอะตอมของออกซิเจนและไอออนของไฮโดรเจนเพื่อให้น้ำและกระแสไฟฟ้า (SN: 6/11/05, p. 374: Micropower Heats Up: เซลล์เชื้อเพลิงโพรเพนบรรจุ a หมัดมาก ) Fraser A. Armstrong จาก University of Oxford ในอังกฤษ ซึ่งเป็นหัวหน้าทีมที่สร้างเซลล์ต้นแบบกล่าวว่า การถ่ายโอนในลักษณะที่ผิดปกติอาจนำไปสู่เซลล์เชื้อเพลิงประเภทใหม่
รับข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
ล่าสุดและยิ่งใหญ่ที่สุดจากนักเขียนผู้เชี่ยวชาญของเราทุกสัปดาห์
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
เขาและเพื่อนร่วมงานอธิบายถึงต้นแบบที่ได้รับการจดสิทธิบัตรของพวกเขาในรายงานการประชุมของ National Academy of Sciences ที่กำลังจะมี ขึ้น
ในโคลนที่ขาดออกซิเจน จุลินทรีย์บางชนิดใช้ไฮโดรเจนในบริเวณใกล้เคียงเพื่อเป็นพลังงาน เอ็นไซม์ที่เรียกว่าไฮโดรจีเนส สิ่งมีชีวิตจะแยกโมเลกุลของไฮโดรเจนและควบคุมอิเล็กตรอนของพวกมัน
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
งานแปรรูปไฮโดรเจนนั้น ซึ่งเรียกว่าไฮโดรเจนออกซิเดชัน มักดำเนินการในเซลล์เชื้อเพลิงด้วยแพลทินัมหรือโลหะหายากราคาแพงอื่นๆ แต่ไฮโดรเจนในเซลล์มีโลหะไม่แปลกไปกว่าเหล็กและนิเกิลทั่วไป นักเคมี Marcetta Y. Darensbourg แห่ง Texas A&M University ใน College Station กล่าว
แม้ว่าไฮโดรจีเนสอาจดูเหมือนเป็นส่วนประกอบที่น่าสนใจสำหรับเซลล์เชื้อเพลิง แต่โดยทั่วไปแล้วมักมีข้อบกพร่องร้ายแรงเกิดขึ้น: ออกซิเจนมักจะทำให้โมเลกุลปิดการใช้งาน ทำให้ไม่มีประโยชน์สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงส่วนใหญ่ซึ่งต้องทำงานในอากาศธรรมดา
แต่ไม่ใช่ว่าจุลินทรีย์ทุกตัวที่มีไฮโดรเจนเนสจะขาดออกจากชั้นบรรยากาศโดยสิ้นเชิง แบคทีเรียในดินRalstonia eutrophaก็เป็นหนึ่งในนั้น ดังนั้นไฮโดรจีเนสจึงทนต่อออกซิเจนได้ดีกว่าจุลินทรีย์ชนิดอื่นๆ ร่วมกับเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งเบอร์ลินและมหาวิทยาลัยฮัมโบลดต์ในกรุงเบอร์ลินเช่นกัน อาร์มสตรองและคณะของเขาได้ตรวจสอบการใช้ศักยภาพของไฮโดรเจนที่ผิดปกติในเซลล์เชื้อเพลิง
ทีมงานได้ทำการดัดแปลงพันธุกรรมของR. eutrophaเพื่อผลิตสารจำนวนมาก หลังจากการเก็บเกี่ยวโมเลกุล นักวิทยาศาสตร์ได้เคลือบอิเล็กโทรดกราไฟต์และใช้อิเล็กโทรดเพื่อสร้างเซลล์เชื้อเพลิง
นักวิจัยรายงานว่าแม้จะสัมผัสกับอากาศ อุปกรณ์ดังกล่าวก็ผลิตไฟฟ้าได้ แม้จะมีปริมาณเพียงเล็กน้อยก็ตาม ในทางกลับกัน กำลังไฟฟ้าที่ออกมานั้นดีกว่าตอนที่นักวิจัยติดตั้งเซลล์เชื้อเพลิงด้วยอิเล็กโทรดแบบอื่นที่เคลือบด้วยไฮโดรเจนจากแบคทีเรียที่ทราบกันดีว่ามีช่องโหว่ต่อออกซิเจนมากกว่าปกติถึง 25 เท่า
Armstrong ชี้ให้เห็นจุดที่น่าสนใจอื่น ๆ ของเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ไฮโดรเจนเนส โดยระบุว่าอุปกรณ์จ่ายเมมเบรนราคาแพงและมักจะสร้างปัญหาซึ่งมักจำเป็นในเซลล์เชื้อเพลิง และไม่ถูกขัดขวางโดยการปนเปื้อนของคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เป็นอุปสรรคต่อการออกแบบเซลล์เชื้อเพลิงส่วนใหญ่
อย่างไรก็ตาม เขากล่าวว่า เอนไซม์ R. eutrophaไม่น่าจะเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดสำหรับผู้ผลิตเซลล์เชื้อเพลิง
Darensbourg กล่าวว่าการค้นพบใหม่สามารถให้เบาะแสในการออกแบบแก่นักวิจัยที่พยายามพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงและอุปกรณ์ผลิตไฮโดรเจนโดยใช้โลหะราคาถูกและมีอยู่มากมายแทนที่จะเป็นของหายากและมีค่า
คำถามหรือความคิดเห็นเกี่ยวกับบทความนี้? ส่งอีเมลถึงเราที่ feedback@sciencenews.org
Credit : jptwitter.com
emanyazilim.com
afuneralinbc.com
saabsunitedhistoricrallyteam.com
canadagooseexpeditionjakker.com
kysttwecom.com
certamenluysmilan.com
quirkyquaintly.com
lifeserialblog.com
laserhairremoval911.com
