新型儲氫生物電池

據國外媒體報道：deguogededaxuedeyigeweishengwuxuexiaozuzaixijundebangzhuxia，chenggongdiyikekongdefangshichucunheshifangqingqi。zheshixunzhaotanzhongxingnengyuanbaohuqihoudezhongyaoyibu。xiangguanlunwenxianyifabiaozaizhumingqikan《焦耳》上。

為wei應ying對dui氣qi候hou變bian化hua，尋xun找zhao碳tan中zhong性xing能neng源yuan變bian得de越yue來lai越yue迫po切qie。綠lv氫qing是shi希xi望wang之zhi一yi，它ta是shi在zai風feng能neng或huo太tai陽yang能neng等deng可ke再zai生sheng能neng源yuan的de幫bang助zhu下xia從cong水shui中zhong獲huo得de的de。然ran而er，運yun輸shu和he儲chu存cun這zhe種zhong易yi爆bao炸zha性xing氣qi體ti非fei常chang困kun難nan
，世shi界jie各ge地di的de研yan究jiu人ren員yuan正zheng在zai尋xun找zhao化hua學xue和he生sheng物wu解jie決jue方fang案an。來lai自zi歌ge德de大da學xue的de一yi個ge微wei生sheng物wu學xue小xiao組zu在zai細xi菌jun中zhong發fa現xian了le一yi種zhong酶mei

，這zhe種zhong酶mei生sheng活huo在zai沒mei有you空kong氣qi的de環huan境jing中zhong，可ke以yi將jiang氫qing直zhi接jie與yu二er氧yang化hua碳tan結jie合he，從cong而er產chan生sheng甲jia酸suan。這zhe個ge過guo程cheng是shi完wan全quan可ke逆ni的de
，可ke以yi用yong於yu儲chu氫qing。

zaishenhaizhongfaxiandeyisuanxijunyieryanghuatanweishi，tamenzaiqingqidebangzhuxiajiangeryanghuatandaixiechengjiasuan。raner
，tongchangqingkuangxia，jiasuanzhishitamenxinchendaixiedezhongjianchanwu，tahuibeijinyibuxiaohuachengcuheyichun。raner，yiVolker Müller教授為首的團隊對細菌進行了改造
，使得這一過程不但會在產生甲酸後停止反應，而且可逆。該基本原理已於2013年申請專利。

可能的細菌儲氫模型：白(bai)天(tian)，在(zai)太(tai)陽(yang)能(neng)係(xi)統(tong)的(de)幫(bang)助(zhu)下(xia)發(fa)電(dian)
，然(ran)後(hou)電(dian)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)。通(tong)過(guo)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)產(chan)生(sheng)的(de)氫(qing)在(zai)細(xi)菌(jun)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)與(yu)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)結(jie)合(he)，從(cong)而(er)形(xing)成(cheng)甲(jia)酸(suan)。該(gai)反(fan)應(ying)是(shi)自(zi)由(you)可(ke)逆(ni)的(de)，反(fan)應(ying)的(de)方(fang)向(xiang)僅(jin)受(shou)起(qi)始(shi)物(wu)質(zhi)和(he)終(zhong)產(chan)物(wu)質(zhi)濃(nong)度(du)的(de)控(kong)製(zhi)。夜(ye)間(jian)，生(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)氫(qing)濃(nong)度(du)下(xia)降(jiang)，在(zai)細(xi)菌(jun)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)氫(qing)開(kai)始(shi)從(cong)甲(jia)酸(suan)中(zhong)被(bei)釋(shi)放(fang)出(chu)來(lai)。釋(shi)放(fang)出(chu)來(lai)的(de)氫(qing)可(ke)以(yi)用(yong)作(zuo)能(neng)源(yuan)。 

該gai技ji術shu中zhong二er氧yang化hua碳tan和he甲jia酸suan之zhi間jian可ke逆ni的de轉zhuan換huan速su率lv是shi在zai有you相xiang關guan報bao道dao以yi來lai最zui高gao的de，比bi其qi他ta生sheng物wu或huo化hua學xue催cui化hua劑ji的de催cui化hua速su率lv高gao很hen多duo倍bei。與yu化hua學xue催cui化hua劑ji不bu同tong


，這zhe種zhong細xi菌jun不bu需xu要yao稀xi有you金jin屬shu或huo高gao溫wen高gao壓ya等deng極ji端duan條tiao件jian來lai進jin行xing反fan應ying，而er是shi在zai30℃且常壓下進行反應。該小組在上述細菌的幫助下開發了一種用於氫存儲的生物電池。

論文鏈接：Fabian M. Schwarz, Florian Oswald, Jimyung Moon, Volker Müller: Biological hydrogen storage and release through multiple cycles of bi-directional hydrogenation of CO2 to formic acid in a single process unit. Joule (2022) https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.04.020。