Волокна куриных перьев могут помочь в производстве менее токсичных водородных топливных элементов

Куриные перья являются одним из основных источников отходов пищевой промышленности, но содержащийся в них кератин может стать альтернативой «вечным химическим веществам», используемым в водородных топливных элементах.

Перья кур, как и человеческие волосы и ногти , состоят в основном из прочного белка, называемого кератином . И, как и ваши собственные волосы и ногти, птицы за свою жизнь производят много перьев. В целом, это не является большой проблемой, но для пищевой промышленности это совсем другое дело. Каждый год в процессе птицеводства сжигается около 40 миллионов метрических тонн куриных перьев, что приводит к выбросу вредных паров, таких как диоксид углерода и диоксид серы.

Новое применение всем этим перьям могло бы значительно сократить количество пищевых отходов и загрязнение окружающей среды, и группа исследователей, возможно, придумала, что с ними делать: превратить перья в важный компонент экологически чистых водородных топливных элементов .

Как подробно описано в новой статье, опубликованной в журнале ACS Applied Materials & Sciences , ученые из ETH Zurich и Nanyang Technological University Singapore (NTU) разработали метод извлечения кератина из перьев и его преобразования в тонкие волокна, называемые амилоидными фибриллами. Затем эти фибриллы можно использовать в качестве жизненно важной полупроницаемой мембраны водородного топливного элемента. Традиционно состоящие из высокотоксичных «вечных химических веществ», эти мембраны пропускают протоны, но не пропускают электроны. Заблокированные электроны затем вынуждены перемещаться по внешней цепи от отрицательных анодов к положительному катоду, создавая таким образом электричество.

«Наша последняя разработка замыкает цикл: [мы взяли] вещество, которое при сжигании выделяет CO2 и токсичные газы, и использовали его в другом контексте», — сказал Раффаэле Мецценга, профессор кафедры пищевых продуктов и мягких материалов в Цюрихском политехническом институте, в недавнем интервью университету . «Наша новая технология не только заменяет токсичные вещества, но и предотвращает выброс CO2, уменьшая общий углеродный след».

По словам исследователей, мембраны, полученные из кератина, уже дешевле в производстве в лабораторных условиях, чем существующие синтетические мембраны для водородных топливных элементов, и они надеются, что аналогичная экономия перерастет в массовое производство. Команда подала заявку на совместный патент и сейчас ищет партнеров и инвесторов, чтобы сделать продукт доступным для широкой публики. Тем не менее, на пути к тому, чтобы топливные элементы стали действительно жизнеспособными возобновляемыми источниками энергии, остается ряд препятствий . Хотя водородные элементы выделяют только тепло и воду, энергия, которая фактически используется для их производства, по-прежнему в значительной степени поступает из источников природного газа, таких как метан. Такая зависимость, возможно, подрывает перспективы водородных топливных элементов как экологически чистой энергии.

Но даже здесь на помощь могут прийти куриные перья. Сообщается, что кератиновые мембраны также перспективны в электролизе при производстве водородной энергии, когда постоянный ток проходит через воду, расщепляя молекулы на кислород и водород.

Andrew Paul “Chicken feather fibers could help make less toxic hydrogen fuel cells”

Перевод статьи «Chicken feather fibers could help make less toxic hydrogen fuel cells» автора Andrew Paul, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык