Технологии и наука Революционная химическая реакция: ученые обнаружили способ превратить хлеб в водород
Химики утверждают, что нашли способ превратить хлебные крошки в водород. Это потенциальная альтернатива одному из наиболее распространенных процессов химического производства.
Новое исследование показывают, что хлебные крошки могут заменить ископаемое топливо в качестве источника водорода в одной из наиболее распространенных химических реакций, используемых в химическом производстве. Новый процесс сочетает в себе естественные процессы ферментации в бактериях с катализом металлами для получения целого ряда ценных химических продуктов из простых пищевых отходов, пишет Фокус.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
- Гидрогенизация или гидрирование — это химическая реакция, в ходе которой молекула водорода присоединяется к органическому веществу. В ходе реакции молекула водорода присоединяется к двойной или тройной связи молекулы. Это основная реакция в производстве продуктов питания, пластмасс и синтезе лекарственных препаратов.
Відео дня
Но большую часть водорода, который используется в этой реакции, получают из ископаемого топлива с помощью грязного и энергоемкого процесса, который называется паровой конверсией. В результате этого процесса выбрасывается от 15 до 20 килограммов углекислого газа на каждый килограмм произведенного водорода. Поэтому гидрогенизация представляет собой огромную проблему для химической промышленности, и ученые ищут более экологичные альтернативы.
Исследователи из Эдинбургского университета, решили выяснить, можно ли использовать биологию для решения химической проблемы. Многие бактерии естественным образом производят водород, когда им приходится дышать без кислорода, и они выделяют водород в окружающую среду. Если бы это можно было связать с совместимой химической системой, теоретически было бы возможно использовать биоводород в реакции гидрирования, тем самым устраняя необходимость в ископаемом топливе.
Ученые культивировали бактерии E. coli в среде, содержащей глюкозу, добавляя палладий в качестве катализатора, после чего удаляли кислород. Реакцию в бескислородной среде инкубировали при температуре 37 градусов по Цельсию в течение суток, и последующий анализ показал, что наиболее эффективный штамм бактерии произвел ожидаемый продукт гидрогенизации с выходом 94%.
Металлический катализатор связывается с клеточной мембраной бактерии. При этом клетка будет производить водород, а затем, как только водород столкнется с металлическим катализатором, происходит запуск второй части реакции и создается продукт гидрирования, говорят ученые.
После того, как была создана биосовместимая система, ученые решили заменить дорогую глюкозу более дешевой и экологичной альтернативой. И вот здесь на помощь пришли хлебные крошки.
Авторы исследования использовали микробные ферменты для расщепления сложных углеводных молекул в хлебных крошках на простые глюкозные единицы. Это топливо, полученное из хлебных отходов, затем подавалось непосредственно в культуры E. coli, эффективно превращая хлебные крошки в водород.
Использование биогенерированного водорода приводит к трехкратному снижению выбросов углекислого газа по сравнению с использованием ископаемого топлива, говорят ученые. Они надеются, что этот метод может быть внедрен в промышленный химический синтез.
Как уже писал Фокус, ученые выяснили, почему зоны субдукции действуют как "кухни по приготовлению золота" на Земле.
Также Фокус писал о том, что космические дата-центры для ИИ от Илона Маска могут закончиться, так и не начавшись.
При написании материала использованы источники: Nature Chemistry, Live Science.
