氫能源,病毒造

在上海世博園區內外，一些加氫站已經建成，它們是為服務世博的氫燃料汽車服務的。眾所周知，氫燃料是一種清潔能源，它的原料和燃燒后的唯一產物都是水。然而，令能源公司頭疼的是氫燃料的生產成本太高，因此科學家正在想辦法降低氫能源的造價。美國研究人員提出一種新的設想，利用病毒提取氫能源能夠降低生產成本。

氫能源的獲取方法

新設想的提出者是美國女科學家安琪拉·貝爾徹，她在麻省理工學院從事材料化學方面的研究。她領導的研究團隊模擬植物利用太陽光分解水制造促進自身生長所需能源的原理，對一種病毒進行了基因改造，同時將其作為生物支架，將一些納米組件搭建在一起，最終把水分子分解成了氫原子和氧原子，也就獲得了我們所需要的氫燃料。

目前，獲得氫燃料的方法有很多種，比如分解水、裂解石油和煤、分解植物等，但是最環保而且最可持續的方法還是電解水，因為水作為氫能源的原料是可以循環利用的。能源公司從大自然中獲取水分解成氫燃料，氫燃料燃燒后變成水回到大自然。更妙的是，用水分解獲得氫燃料不但不會產生污染物，還會生成氧氣這種很好的工業原料。

然而，氫燃料不能夠自然獲得，它也需要有能源來分解水獲得。這聽起來似乎有些多此一舉，因為多了一個環節就多了能耗，有了能源直接利用不是更合算嗎?為何要制造氫燃料呢?這是因為一些特殊場合(比如奧運會、世博會、大城市)的人口流量大，因使用氫能源可以保障這些場合小環境的大氣潔凈度，可以有效地保障人口密度區人們的身體健康。貝爾徹說：“氫作為二次能源有很突出的優點，比如，壓縮的氫燃料體積小，質量輕，燃燒值高，便于儲存和運輸?！?/p>

病毒是造氫的陽光通道

既然氫能源被稱為清潔能源，如果用傳統能源(如石油、火電)來生產，這些能源本身會釋放污染物，它們所生產的氫能源就不能算是綠色清潔能源。因此，獲得氫能源的最好方法還是用綠色能源(如太陽能、風能等)來分解水。目前，常見的方法是用太陽能電池板產生電力來分解水。然而，太陽能電池板本身造價很高。貝爾徹表示，如果利用一些經過基因改造的病毒來分解水，就減少了不少中間環節，制造成本可以大大降低。

研究人員選取的病毒名為M13，這是從一種細菌中提取的病毒，對人體健康沒有影響。研究人員對這種病毒進行基因改造后，再讓它吸附一個催化劑分子氧化銥和一個吸光物質鋅卟啉，吸光物質源源不斷地將陽光沿著病毒傳遞。在這樣一個過程中，病毒充當了太陽能的傳輸通道，可以把太陽能從吸光物質傳輸到催化劑。在催化劑和太陽能的共同作用下，水就分解成了氫氣和氧氣。氫氣經過液化和壓縮，就變成了高效清潔的綠色能源。

然而，研究人員在實驗過程中發現，經過一段時間的氫能生產之后，傳輸太陽能的病毒“通道”會從線狀變成團狀，就像是一團亂麻，自然不能很好地傳輸太陽能了，氫能的生產效率大大降低。研究人員又想了很多辦法來克服這個難題，最終將這些病毒變成凝膠狀態封入一個膠囊內，因此它們能夠保持原有的狀態，從而維持了氫能生產過程中的穩定性和有效性。

比起太陽能電池板分解氫氣，用病毒制造氫氣的效率提高了4倍。目前，從水中分離的氫被分成質子和電子。研究人員正在進行第二步攻關，將這些質子和電子變成氫原子或者氫分子。該研究團隊也希望找到更常見、更便宜的物質來做催化劑，替代昂貴而稀少的銥。

有關專家表示，氫能源最終大規模生產可能得靠生物方法，而利用病毒生產氫氣是氫能源領域內的重大進展。我們相信，有了像貝爾徹這樣的科學家的努力，一個潔凈的氫能源時代即將到來。