"Lò phản ứng Nano" sản xuất pin nhiên liệu hydro

Theo trang tin futurism.com của Mỹ, các chuyên gia Đại học Indiana, Mỹ (IU) vừa phát triển thành công một giải pháp mới để sản xuất nhiên liệu sinh học Hydrogen bằng cách tăng cường một loại virus để xúc tác tạo thành hydro từ nước, tạo ra nhiên liệu sinh học, đặc biệt là cải thiện quá trình sản xuất hydro.

Trong dự án này các nhà khoa học IU đã tạo ra một "lò phản ứng nano" bằng cách sửa đổi một loại virus để bảo vệ một enzyme làm nhiệm vụ phân hủy H2O thành hydro và oxy.

Ảnh mô phỏng cơ chế nhả NiFe-hydrogenase từ vỏ, hay "capsid'"

của khuẩn bacteriophage P22

Enzyme tăng cường này được bảo vệ bên trong lớp vỏ protein của một loại virus, vật liệu mới nói trên hiệu quả gấp 150 lần so với enzyme không tăng cường.

“Về cơ bản, chúng tôi tận dụng tối đa khả năng tự lắp ráp các khối xây dựng di truyền của virus và kết hợp một enzyme mỏng manh và nhạy cảm, trong đó có tính đến các thuộc tính nổi trội proton và quá trình phân ly hydro. Kết quả cuối cùng là các hạt virus có hành vi giống như một vật liệu làm xúc tác trong sản xuất hydro”. Ông Trevor Douglas, chủ nhiệm dự án ở IU cho hay.

Vật liệu sinh học cuối cùng thu được, có tên P22-Hyd, kết hợp capsid hoặc vỏ protein của virus được gọi là bacteriophage P22 và enzyme NiFe hydrogenase. Nó không chỉ hiệu quả hơn enzyme chưa tăng cường mà còn được sản xuất theo một quá trình lên men đơn giản ở nhiệt độ thường.

Enzyme được sản xuất bằng cách kết hợp hai gen hyaA và hyaB của khuẩn Escherichia coli, được đưa vào lớp trong vỏ protein bảo vệ của virus bằng cách sử dụng các phương pháp mà trước đó nhóm đề tài đã phát minh ra. Phương pháp sản xuất vật liệu này có nhiều ưu việt như: Tốn kém không đáng kể, thân thiện môi trường hơn so với các vật liệu khác hiện đang được sử dụng để chế tạo pin nhiên liệu dùng bạch kim.

Không giống hình thức enzyme chưa tăng cường , P22-Hyd có khả năng kháng lại sự xuống cấp do hóa chất gây ra và có thể hoạt động như một chất xúc tác sản xuất hydro hoặc chất xúc tác pin nhiên liệu tùy thuộc vào điều kiện ứng dụng cụ thể. Điều này tạo ra nhiều lợi thế, cho phép nâng cao dải ứng dụng, đặc biệt là trong việc sản xuất pin nhiên liệu hydro dùng cho xe hơi.

Nhiên liệu sinh học P22-Hyd không chỉ hiệu quả cao trong sử dụng mà còn được sản xuất bằng quá trình lên men đơn giản, ở mức nhiệt độ phòng nên tính năng ứng dụng lớn so với bạch kim. Đây là một quá trình sản xuất vật liệu bền vững, thân thiện và mang tính môi trường cao.