Впервые, исследователи стабильно произвели водородный газ, потенциальный источник чистой энергии, с помощью только воду и бактерии. Проблема теперь, ученые говорят, состоит в том, чтобы увеличить масштаб процесса для обеспечения больших сумм водорода в различных целях, таких как заправка транспортных средств или маленьких образующих.
Водород может быть окончательным чистым топливом, потому что при горении его — в химических терминах, реакции это с кислородом — приводит только к водяному пару. Ранее, исследователи произвели водородный газ в микробово приведенных в действие, подобных батарее топливных элементах, но только когда они добавили энергию, произведенную бактериями с электрической энергией из внешних источников — таких как полученный из возобновляемых источников или жгущий ископаемое топливо, говорят Брюс Логан, специалист по вопросам охраны окружающей среды в Университете штата Пенсильвания, университете Парк.
Кроме того, при помощи устройств, содержащих большие протяжения проницаемых мембран, отделяющих соленую воду от свежего, ученые выявили разность потенциалов, существующую между ними. Но те устройства создают только разность потенциалов; они не генерируют электрический ток, требуемый произвести водород, отмечает Логан. Атомы водорода сформированы в таких устройствах только, когда электроны текут в жидкость, где они могут объединиться с водородными ионами; те атомы в свою очередь объединяются друг с другом для создания водородного газа.
Теперь, специалист по вопросам охраны окружающей среды Логана и Государственного университета Пенсильвании отчет Юнгджи Кима онлайн на этой неделе в Продолжениях Национальной академии наук, что они сделали что-то никакая другая бригада, имеет: они успешно объединили два типа устройств для генерации водорода без любых внешних энергоисточников вообще. Прототипное устройство содержит две небольших камеры — один холдинг бактерии и их питательные вещества, другая солоноватая вода холдинга, где водород был произведен — которые отделены пятью ставившими друг на друга клетками, через которые исследователи распространили пресную воду и соленую воду. Вместе, эти ставившие друг на друга клетки генерировали между 0.5 и 0,6 В — достаточно, исследователи говорят, для предоставления возможности водородного производства в микробовом топливном элементе, в котором бактерии питаются ацетатными составами.Для каждого 30 миллилитров раствора ацетата натрия предусмотрели бактерии, устройство, сгенерированное между 21 и 26 миллилитрами водородного газа в течение дня.
По общему признанию это – небольшой объем, приблизительно четыре раза сумма топлива в доступном легче, но этого достаточно, чтобы доказать, что генерирующие водород работы понятия в лаборатории, исследователи спорят. Несмотря на то, что оборудование должно было произвести водород, является дорогим, устройству не нужен никакой внешний энергоисточник — и поэтому никакие парниковые газы не сгенерированы во время процесса.Устройство бригады «изящно просто, и их результаты испытаний хорошо объяснены и однозначны», говорит Леонард Тендер, химик в американской Военно-морской Научно-исследовательской лаборатории в Вашингтоне, округ Колумбия Один из вызовов увеличению масштаба процесса, он отмечает, будет развивать новые материалы для мембран топливного элемента, которые быстро не станут забитыми с химическими побочными продуктами бактериальной деятельности, которая сократила бы поток ионов, что помощь поддерживает разность потенциалов через мембраны.
Как только такие препятствия пересечены, однако, процесс предлагает интригующую возможность использования органического вещества в сточной воде для генерации энергии, отмечает он.Но Сесар Торрес, инженер-химик в Университете штата Аризона, Темпе, предполагает, что новая технология не довольно готова к полномасштабному производству водорода. «Это – простой процесс, но химия и компоненты являются сложными», говорит он. «Технология должна была проектировать и произвести материалы, должен был произвести эффективные, незасоряющиеся мембраны, быстро развивается, но существует все еще большое исследование, которое будет сделано».Другой вызов увеличению масштаба будет «сохранять бактерии счастливыми», отмечает он.
Ключ, он предлагает, будет извлекать много, но не всю энергию, произведенную бактериями. Попытка использовать всю энергию, произведенную бактериальным метаболизмом, не оставила бы достаточно для микроорганизмов, чтобы вырастить, воспроизвести, и процветать.