这一研究结果是在为期一周的美国化学学会第233届全国会议上被报道的,该协会是全世界最大的科学学会。FraserArmstrong博士讲述了他在牛津大学的研究小组用氢化酶构建了生物燃料电池,氢化酶由细菌在自然状态下产生,用于新陈代谢过程中的氢利用或氧化。电池由一个装有普通空气的容器和两个表面覆盖酶的电极构成,容器中加入了3%的氢。
4%的氢气容易引起爆炸,而电池的浓度刚好低于这一危险界限。研究首次显示了在空气中如此低浓度的氢气也可能产生电能,Armstrong说。已生产的电池原型产生的电量足够带动手表和其它一些电器。Armstrong预测改进型作为潜在的能源为其它一系列低耗电量的电器产品提供电能。“这一技术有充分的发展余地,”Armstrong说,“我们发现的只是冰山一角,将来会有重要的结果,但是这一代以酶为基础的电池要商品化还有大量的工作要做。尽管其他的一些科学家将酶作为电催化剂来研究已有多年,但用耐氧氢化酶来从氢气中获得电能的思路还是全新的。大多氢化酶具有脆弱的活性位点,甚至能被痕量的氧所破坏,但是耐氧氢化酶已经进化出了抵抗能力。”
Fraser解释到,生物燃料电池相比传统燃料电池具有一些优点,后者不经过燃烧即可将燃料中的化学能转变成电能。氢燃料电池利用氢气和氧气,水是产生的唯一废品。铂是传统燃料电池中用到的最普通的催化剂,这使得装置成本昂贵并在很大程度上限制了其使用。
Armstrong指出,在自然状态下产生氢化酶的成本很低,不会出现一氧化碳中毒的问题。因为氢化酶具有化学选择性和耐受性,它们在氢气和氧气混合物中起作用,避免了使用其它类型燃料电池需要的昂贵燃料分离膜。而且,氢化酶催化效率与铂催化剂相同。