雞蛋新妙用,大阪市立大學利用蛋清製造氫氣

作者 | 發布日期 2018 年 03 月 15 日 8:15 | 分類 奈米 , 尖端科技 , 能源科技 follow us in feedly

雞蛋除了可以當作甜點原料與早餐,現在還有另外的用途了,日本大阪市立大學研究員田部博康(Hiroyasu TABE)團隊研究發現蛋清中的化學物質可以拿來製造氫氣,除了增進水製氫技術,也讓製氫技術進一步朝環保邁進。




氫氣雖然是地球表面豐富度第三的元素,但不能直接從空氣取用,得透過水或是化石燃料來製造,而由於天然氣製氫有 80% 的高效率,目前化石燃料是主要氫氣製造來源,團隊希望未來能逐步以無污染方式大量製造氫氣。

田部表示,氫是一種極為環保的能源,但它多由工業化石燃料產生,難以減少排放溫室氣體,因此團隊想要利用太陽能來製造氫氣。其中水製氫是最環保的方式,也不會產生任何二氧化碳,然而水製氫困難又複雜,也仰賴各式光催化劑。田部表示,如果想要提高催化劑的轉換效率,陽光與分子的「排列秩序」(traffic control)十分重要。

團隊研究發現,細菌產生的純蛋白可以產生相似作用,但需要特殊的實驗室設備,因此研究人員轉用雞蛋──著名的蛋白質化合物質容器,將蛋清中的溶菌酶(lysozyme)當作催化劑,並成功製造出少量氫氣。田部表示,溶菌酶是個小而穩定的蛋白晶體,上面布滿許多奈米大小的孔洞,能捕捉微粒進行轉換反應。

田部指出,「排列秩序」為製氫的新概念,奈米孔洞讓分子交互作用更順暢,同時也能提升氫氣生產效率,而這些蛋白晶體的高度秩序化(highly ordered)奈米結構也讓科學家能在晶體捕捉分子時精準操縱它們。

(Source:大阪市立大學

為了更精準控制與分析晶體,研究還加入用於眼藥水的染料 rose bengal,其可融入溶菌酶,讓功能分子(functional molecules)與奈米粒子相互固定在晶體內,並加速製氫反應。

未來將會有越來越多科學家將目標轉向無污染的太陽能燃料,而該研究團隊也已證明蛋清製氫的發展潛力。不過該技術仍有諸多障礙待解決,例如如何提高製氫產量,目前尚未找出大量生產蛋白的方式。但田部指出,雞蛋是良好的資源,價格便宜且用之不竭,至於剩下的蛋黃,則可用於製作甜點。目前該研究已發表於《Applied Catalysis B: Environmental》。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:pixabay