Väte (H2) evolutionssystem konstruerade i tvärbundna porösa lysozymkristaller genom att immobilisera Pt-nanopartiklar som H2-evolutionskatalysatorer i omedelbar närhet till en organisk fotosensibilisator, rose bengal. Kredit:H. TABE/Osaka City University
Forskare från Osaka City University i Japan har utvecklat ett sätt att använda äggvita som substrat för att producera ett kolfritt bränsle. De publicerade sina resultat den 2 februari i Tillämpad katalys B .
"Väte är ett lovande bränsle- och energilagringsmedium eftersom väte inte avger någon global uppvärmningsgas när den används. Ändå, vätegenereringsreaktioner kräver vanligtvis fossila bränslen och släpper ut koldioxid, sade Hiroyasu Tabe, forskarassistent vid Graduate School of Engineering vid Osaka City University i Japan. Enligt Tabe, det skulle vara extremt effektivt att använda en fotokatalysator för att påskynda reaktionen av vätegenerering från en förnybar källa, som solenergi. Kallas väteutveckling, gasen måste lagras och hindras från att rekombineras till vanligare molekyler som inte är användbara för att producera rent bränsle.
"Precis ackumulering av molekyler som fungerar som katalytiska komponenter är viktiga för att konstruera ett fotokatalytiskt system, " sa Tabe. "När de molekylära komponenterna är slumpmässigt fördelade i lösningen eller formlösa föreningar, de katalytiska reaktionerna kan inte fortsätta." Ett lovande sätt att ackumulera dessa katalytiska molekyler är genom produktion av rena proteiner av odlade bakterier, men de kräver speciell labbutrustning. Kycklingägg, dock, är välkända kärl av proteinbaserade kemikalier.
Strukturen av en tvärbunden porös lysozymkristall som immobiliserar Pt-nanopartiklar och rosenbengal. Kredit:H. TABE/Osaka City University
Vitan från kycklingägg, som är billiga, och består av porösa lysozymkristaller. "Lysozymkristaller har en välordnad nanostruktur, och vi kan manipulera de molekylära komponenterna när de ackumuleras i kristallerna, " sa Tabe, noterar att kristallstrukturen lätt kan analyseras med röntgenteknik.
Denna analys är av särskild betydelse, enligt Tabe, eftersom de molekylära komponenterna i kristallerna måste manipuleras exakt genom vad som kallas kooperativ immobilisering. Detta uppnås genom applicering av rose bengal, som vanligtvis används som färgämne i ögondroppar för att identifiera skador. I detta fall, det kom in i lösningsmedelskanalerna i lysozymkristallerna och accelererade väteutvecklingsreaktionen, eftersom de funktionella molekylerna och nanopartiklarna kan ackumuleras i kristallernas inre utrymmen. "Dessa resultat tyder på att porösa proteinkristaller är lovande plattformar för att periodiskt och rationellt ackumulera katalytiska komponenter genom att använda molekylära interaktioner, sa Tabe.