Ứng dụng Gom Rác GRAC

Enzym từ nấm có thể xử lý các chất ô nhiễm trong pin nhiên liệu

#1
Bộ ứng cứu tràn đổ hóa chất và môi trường
Enzym từ nấm có thể xử lý các chất ô nhiễm trong pin nhiên liệu
[04.12.2008 13:47]

Theo các nhà hóa học thuộc Đại học Oxford, trong tương lai, một hóa chất được tìm thấy trong nấm có thể thay thế các kim loại nặng đắt tiền và gây ô nhiễm nằm trong pin nhiên liệu và pin thông thường.

Các nhà khoa học đã chứng minh, lacaza, một loại enzym được tạo ra từ nấm phát triển trong gỗ mục có thể được dùng làm chất xúc tác chi phí thấp và hiệu quả hơn. Các pin nhiên liệu sử dụng các phản ứng hóa học như phản ứng giữa hyđrô và ôxy để phát điện mà không phát thải. Tuy nhiên, công nghệ hiện nay tốn kém và đòi hỏi phải có các điện cực chứa những kim loại quý như bạch kim.

Nhà hóa học Christopher Blanford thuộc Đại học Oxford đang nghiên cứu để thay thế các kim loại quý bằng các enzym, phân tử sinh học giá rẻ và phong phú. Các sinh vật sống đều sử dụng các enzym để tăng tốc độ các phản ứng hóa học và có nhiều loại enzym khác nhau chuyên dùng để làm chất xúc tác cho các phản ứng riêng biệt. Hiện nay, lacaza được chứng minh là có hiệu suất xúc tác như bạch kim khi được sử dụng để tăng tốc độ phản ứng tại điện cực của pin nhiên liệu. Nấm (chẳng hạn như nấm Trametes versicolor) sử dụng lacaza để phân hủy chất gỗ, một thành phần của thành tế bào thực vật. Tuy nhiên, Blanford phát hiện ra rằng lacaza có khả năng làm chất xúc tác rất hiệu quả cho phản ứng giữa ôxy và hyđô để tạo thành nước và dòng điện. Trong tương lai, các nguồn năng lượng từ các điện cực phủ enzym có thể thay thế pin hiện đang được sử dụng hàng ngày.

Mỗi năm, các nước phương tây sử dụng khoảng 3 triệu pin, trong đó chỉ riêng ở Anh, Canađa và Hoa Kỳ, 200.000 tấn pin thải không được tái chế. Theo Cơ quan Khảo sát địa chất Anh, đến năm 2037, thậm chí nguồn cung cấp chì, một trong những thành phần chính cho pin thường sẽ cạn kiệt. Và mặc dù các nước như Anh sẽ không còn nguồn kẽm và bạch kim trong nước nhưng cũng có thể trông nhiều cây xanh để sản xuất lacaza.

Mục tiêu của Blanford là sản xuất pin nhiêu liệu họat động như pin sạc, đảm bảo dòng điện khoảng 400 miliămpe trong 2.500 giờ. Trong tương lai, Blanford dự định sẽ sản xuất các ắc quy kích thước bằng chiếc điện thoại di động hoặc pin nhiên liệu theo tiêu chuẩn loại AA đều sử dụng các enzym được sản xuất hàng loạt từ nấm biến đổi gen. Chỉ sạc một chiếc pin nhiên liệu sử dụng enzym tương đương với sạc 20 pin hiện đại.

Để chuyển đổi các điện cực gắn lacaza thành sản phẩm thương mại vẫn đòi hỏi phải thực hiện nhiều bước bao gồm tìm kiếm vật liệu chắc chắn để gắn các enzym lên một điện cực và sau đó theo là gắn đủ chất xúc tác sinh học lên điện cực để pin hoạt động tốt.

Các vật liệu rẻ tiền và dồi dào như cácbon có thể được sử dụng để thu các enzym. Tuy nhiên, vấn đề thứ hai cần phải làm rõ. Theo Fraser Armstrong, Giáo sư hoá học, Đại học Oxford, nhiều thập kỷ qua, các nhà khoa học không hiểu tại sao số lượng enzym lại có quá nhiều. Các nhà khoa học đang nỗ lực nghiên cứu phương pháp sản xuất những phân tử nhỏ có chức năng giống enzym. Nếu thành công thì có thể sản xuất lượng enzym trên bề mặt lớn gấp hàng nghìn lần.

admin (Theo Guardian)
 
Top