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来自 生命科学 2020-03-24 08:45 的文章
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美科学家研制人造酶 以水制氢更快更便宜

据英国广播公司8月12日报道,美国科学家在8月12日出版的《科学》杂志上撰文表示,他们研制出了一种人造酶,与天然酶相比,能将制氢化学反应的速度加快10倍,最新研究有望加速制氢过程并降低成本。

氢是一种多才多艺的能量载体,可从风能、太阳能、生物质等多种能源中获取并应用于很多方面,氢能利用过程的关键是先将电能变成化学能存储起来,然后按照需求将其释放。但现在科学界面临的主要问题是,如何使制氢反应快速且便宜地发生以便实现规模化。

在任何有电的地方,人们都可以用水来制造氢气,再使用一块燃料电池又可以将氢变回电,所得到的副产品只有水。不过,燃料电池需要一个催化剂来加速将氢变成水和电的化学反应,铂在这方面表现良好,但铂非常昂贵而且稀少。

早在10多亿年前,有些微生物就能利用便宜且储量丰富的镍和铁制造一种天然酶。后来人们发现这种天然酶可完成氢能与电能的转化。而美国科学家最新研制出一种人造酶,其性能比天然酶更加优异。实验表明,在以水制氢这一复杂的化学反应中,新人造酶的表现相当亮眼,反应速度是使用天然酶的10倍,每秒钟能制造出10万个氢分子。

该研究的合作者、美国能源部西北太平洋国家实验室的科学家莫瑞斯布洛克表示:这种镍基催化剂真的非常给力。

尽管这种酶的催化效率更高,但目前,如果想对这一过程进行大规模推广,仍需耗费大量电能。然而,作者在论文中写道:实验结果强调了分子催化剂在制氢过程中的巨大潜能。

科学家们表示,如果我们能使用铁和镍研制出人造酶,整个过程将会更便宜,我们有望制造出更便宜的氢。

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