Lòng trắng trứng có thể giúp tạo ra một tương lai năng lượng sạch - Lòng trắng trứng - chúng không chỉ là bữa sáng (không chứa cholesterol) nữa. Một nhà nghiên cứu Nhật Bản đã tìm ra cách sử dụng các phân tử từ một hóa chất dựa trên protein có trong lòng trắng trứng để tạo ra hydro hiệu quả hơn, đưa các nhà khoa học tiến một bước gần hơn đến việc sản xuất hydro từ nước mà không sử dụng nhiên liệu hóa thạch và nâng cao khả năng hydro có thể trở thành chất sạch, nguồn năng lượng không có carbon. Hiện nay, hầu hết hydro được sản xuất bởi các quá trình phát thải khí nhà kính làm nóng hành tinh.
“Hydro là một loại năng lượng cực kỳ thân thiện với môi trường, nhưng nó vẫn được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch trong các quy trình công nghiệp và việc phát thải khí nhà kính là không thể tránh khỏi,” Hiroyasu Tabe, một liên kết nghiên cứu tại trường kỹ sư của Đại học Thành phố Osaka cho biết. “Phương pháp của chúng tôi tạo ra hydro bằng năng lượng mặt trời, không sử dụng nhiên liệu hóa thạch.”
Hydro là nguyên tố đơn giản nhất và phong phú nhất trên trái đất, nhưng nó thường không tự tồn tại trong tự nhiên và phải được tạo ra từ các chất chứa nó, chẳng hạn như nước và nhiên liệu hóa thạch, chứa một lượng lớn hydro. Việc phát triển một cách hiệu quả để sản xuất hàng loạt hydro chỉ từ nước có thể chỉ ra một loại nhiên liệu sạch và rẻ tiền, mà không tạo ra carbon dioxide và các khí thải giữ nhiệt khác.
Hydro trong pin nhiên liệu tạo ra năng lượng bằng phản ứng hóa học chứ không phải quá trình đốt cháy, chỉ tạo ra nước và nhiệt như các sản phẩm phụ. Nó có thể được sử dụng trong ô tô, trong nhà, cho nguồn điện di động và trong nhiều ứng dụng khác. Do đó, hydro được sản xuất từ một nguồn bền vững có thể tạo ra nhiên liệu không có carbon.
Nhưng quá trình chiết xuất hydro từ nước rất khó và phức tạp, dựa vào việc sử dụng chất xúc tác có thể kiểm soát các phân tử di chuyển ngẫu nhiên trong quá trình sản xuất. Tabe nói: “Việc chuyển đổi các phân tử nước bao gồm các phản ứng hóa học đặc biệt và khó khăn. “Một lượng lớn năng lượng được cung cấp bởi ánh sáng mặt trời và‘ điều khiển giao thông ’có kích thước phân tử là cần thiết để xúc tác hiệu quả.”
Các protein tinh khiết do vi khuẩn tạo ra có thể thực hiện chức năng này, nhưng việc tạo ra chúng đòi hỏi thiết bị phòng thí nghiệm đặc biệt, Tabe nói. Ông nói: “Tuy nhiên, trứng gà là vật chứa các hóa chất dựa trên protein nổi tiếng. "Chất xúc tác của chúng tôi có thể tạo ra hydro từ nước, một hợp chất phổ biến trên toàn thế giới."
Sử dụng năng lượng mặt trời làm nguồn năng lượng, các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã thành công trong việc tạo ra một lượng nhỏ hydro trong phòng thí nghiệm “trong một chiếc bình có kích thước bằng cốc cà phê”, chỉ từ nước bằng cách sử dụng lysozyme - một hóa chất dựa trên protein có nguồn gốc từ lòng trắng trứng - như một chất xúc tác. Lysozyme là một protein nhỏ, ổn định, tạo thành các tinh thể với “rất nhiều lỗ nhỏ để bẫy các hạt hoạt động như các mạch phản ứng kích thước nano”, ông nói.
Ông giải thích: “Các thùng chứa có kích thước nano mang lại cảm giác kiểm soát giao thông đối với các tương tác phân tử và cải thiện hiệu quả sản xuất hydro. Các tinh thể có cấu trúc nano “có trật tự cao” cho phép các nhà khoa học “thao túng các thành phần phân tử khi chúng tích tụ trong tinh thể,” ông nói. Để phân tích và quản lý chính xác các tinh thể, các nhà nghiên cứu đã sử dụng rose bengal, một loại thuốc nhuộm thường được sử dụng trong thuốc nhỏ mắt để xác định tổn thương mắt.
Tabe nói: “Việc kiểm soát giao thông này là một khái niệm mới cho chất xúc tác sản xuất hydro. “Trong tương lai gần, nhiều nhà khoa học và kỹ sư sẽ chuyển sự chú ý của họ sang năng lượng mặt trời để sản xuất nhiên liệu sạch.”
Các nhà khoa học đã mô tả công việc của họ trong một nghiên cứu được công bố gần đây trên tạp chí Ứng dụng xúc tác B.
Tabe chỉ ra rằng các nhà nghiên cứu trong hầu hết mọi lĩnh vực khoa học đều tham gia vào việc phát triển các nguồn năng lượng tái tạo và “các nhà hóa học có thể đóng góp vào các chiến lược bằng cách phát triển các vật liệu mới có thể chuyển đổi và lưu trữ năng lượng,” ông nói. “Trong tương lai, công nghệ cơ bản của chúng tôi sẽ hợp nhất các ngành khác nhau và phá vỡ các rào cản chính trị, xã hội và kinh tế”.