Водородная электроэнергетика на основе куриных перьев

В основе каждого водородного топливного элемента лежит полупроницаемая мембрана. Она пропускает протоны, но блокирует электроны, заставляя их течь по внешней цепи от отрицательно заряженного анода к положительно заряженному катоду, тем самым создавая электрический ток. При этом выделяются только тепло и вода.

В современных топливных элементах эти мембраны изготавливаются с использованием высокотоксичных химикатов, которые дороги и не разлагаются в окружающей среде. Исследователи из ETH Zurich и Наньянского технологического университета Сингапура (NTU) разработали мембрану из биологического кератина, который экологически безопасен и доступен в больших количествах — из этого белка на 90% состоят куриные перья.

Ежегодно в мире сжигается около 40 миллионов тонн куриных перьев, которые являются отходами пищевой промышленности. При этом не только выделяется большое количество углекислого газа, но также образуются токсичные газы, такие как диоксид серы.

Технологический процесс изготовления мембраны получился простым, недорогим и экологически чистым. Кератин извлекают из перьев и превращают его в ультратонкие волокна, известные как амилоидные фибриллы. Эти кератиновые фибриллы впоследствии используются в мембране топливного элемента.

Новую мембрану можно будет использовать не только в топливных элементах, но и для получения водорода в процессе электролиза. Она проницаема для протонов и, таким образом, обеспечивает миграцию частиц между анодом и катодом, необходимую для эффективного расщепления воды.

Исследование опубликовано в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

На следующем этапе учёные исследуют, насколько стабильна и долговечна их кератиновая мембрана, и, при необходимости, улучшат ее. Исследовательская группа уже подала совместную заявку на патент на мембрану и теперь ищет инвесторов или компании для дальнейшего развития технологии и вывода ее на рынок.

Источник