生物燃料电池电力清洁氨生产

Ammonia-producing蛋白质从卑微的土壤固氮细菌可以帮助翻转人类的化肥消费从一个巨大的能量流入一个发电机,由于生物燃料电池反应大气氮与氢。

今天的主导和能源密集型Haber-Bosch过程还使用氮和氢氨。但它的条件,在500˚C和大气压力的200倍,意味着它对全球二氧化碳排放的贡献高达3%。我们可以在室温和环境压力,同时生产少量的电能,”说雪莱Minteer犹他州大学的我们,他的团队开发了燃料电池。

大多数生物燃料电池的关注增加发电从氧和氢或葡萄糖。相比之下,Minteer的团队意识到,他们可以利用取代氧气与氮气的固氮酶酶。固氮酶尚未利用之前,部分原因是它在氧降解。

有孤立的酶和让它远离空气,研究人员也面临着问题,电子通常缓慢酶和燃料电池电极之间。因此他们使用甲基紫罗碱航天电子在两个隔间的细胞。在一个隔间他们把固氮酶,氮和碳纸电极。,分开的第一个质子膜,只允许通过,含有氢、氢转换为质子的氢化酶的酶,而另一个电极。周围的细胞产生5毫克每毫克固氮酶的氨,并通过60毫库隔间之间的电荷。

氨和输出功率可以连续提供的细胞保持其化学燃料,氢和生物分子ATP能量。消除ATP是一个重要的障碍需要克服,Minteer承认,该集团正在研究。

他们设想得到氢当前,哈勃-博施方法从同一来源的能源密集型甲烷蒸汽转化。Minteer强调他们的细胞产生的能量在最后一步在氨生产将减少碳排放。从CSIC但她补充说,她的合作者,在马德里,西班牙,最近利用光合作用蛋白生产氢和光。可能会完全消除氨的碳足迹。

产生细胞显示了团队的“深刻理解酶的行为”,评论凯瑟琳·霍尔特来自伦敦大学学院。“下一个问题将是提高酶稳定性和寿命长期使用和开发大表面积的电极,以便扩大规模。”