家禽產(chǎn)業(yè)每年約有4000萬噸廢棄雞毛被焚燒,這不僅會釋放大量二氧化碳,還會產(chǎn)生二氧化硫等有毒氣體。日前,瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和新加坡南洋理工大學(xué)的研究人員表示,他們正在利用雞毛使燃料電池更具成本效益和可持續(xù)性。
研究人員從雞毛中提取角蛋白,并將其轉(zhuǎn)化為被稱為淀粉樣纖維的超細纖維。這些角蛋白纖維可用于燃料電池的膜中。
燃料電池利用氫氣和氧氣產(chǎn)生無二氧化碳的電能,僅釋放熱量和水,未來可作為一種可持續(xù)的能源發(fā)揮重要作用。每個燃料電池的核心都有一層半透膜,它允許質(zhì)子通過,但會阻止電子,迫使它們通過外部電路,從陽極流向陰極,從而產(chǎn)生電流。
在傳統(tǒng)的燃料電池中,這些膜都是使用有毒的化學(xué)物質(zhì)制造的,這些化學(xué)物質(zhì)價格昂貴且不會在環(huán)境中分解。研究團隊新開發(fā)的膜主要由生物角蛋白組成,這種生物角蛋白對環(huán)境友好,可以大量獲得,比如雞毛中90%是角蛋白,在實驗室制造的膜已經(jīng)比傳統(tǒng)膜便宜了約三分之二。
研究人員表示,這種新膜不僅可以用于燃料電池,還可以用于水的分解。在電解過程中,直流電通過水,導(dǎo)致氧氣在陽極上形成,而氫氣在陰極上逸出。純水的導(dǎo)電性不足以完成此過程,通常需要添加酸。然而,這種新膜對質(zhì)子是可滲透的,因此即使在純水中,也能使粒子在陽極和陰極之間遷移。
下一步,研究人員將探索角蛋白膜的穩(wěn)定性和耐用性,并在必要時進行改進。