德研發生物催化劑實現高效儲氫

文/李　山

德研發生物催化劑實現高效儲氫

文/李山

氫不容易存儲和運輸，這是其作為燃料使用的主要障礙。而德國生物學家發現一種酶，可以用作高效的催化劑將氫氣和二氧化碳轉換為甲酸，從而找到了一個安全高效的氫氣保存方法。相關研究發表在近日的《科學》雜志上。

氫氣是一種對環境友好的未來替代能源。為了更加容易直接處理氫，人們一直在考慮替代方法，其中之一是使用二氧化碳作為中間存儲材料。例如通過催化使氫氣與二氧化碳反應生成甲酸，在需要時再通過氧化還原反應，從甲酸中釋放出氫氣。與氣態氫相比，甲酸可以像常規燃料一樣被存儲和輸送。它可以在需要的地方，如燃料電池的反應中才將氫直接釋放出來。科學家估計，75升液態甲酸提供的氫氣可以讓燃料電池汽車行駛約400公里。甲酸甚至可以直接用于電子設備，如移動電話的能源供應。

由于二氧化碳的熱力學穩定性較高，到目前為止，使其氫化的過程不僅需要較高的溫度、壓力，還需要化學催化劑。而現在，德國法蘭克福大學的生物學家凱·舒赫曼和沃爾克·穆勒在一種名為伍氏醋酸桿菌的細菌中發現了一種酶，可以作為一種高效的生物催化劑，讓氫氣和二氧化碳在溫和條件下就可以快速反應。

穆勒說：“這種酶非常具有吸引力，因為它使得高效率的氫存儲和釋放成為可能。”他們把細菌作為一個整體來利用，設計了一個生物儲氫系統，并申請了專利。由于細菌用于能源生產的一個決定性步驟需要鈉，因此科學家們可以通過是否供應納離子來控制反應。此外，通過替代路線設計，反應中產生的一氧化碳可以被回收，這避免了燃料電池被一氧化碳污染而損壞。