Her yıl yaklaşık 40 milyon ton tavuk tüyü yakılıyor. Bilim insanları bu tüyleri kullanarak yakıt hücrelerinde kullanılan yarı geçirgen zar üretti.
Araştırmacılar, yakıt hücrelerini daha uygun maliyetli ve sürdürülebilir hale getirmek için tavuk tüyü kullanıyor.
Gıda endüstrisi, kümes hayvanı üretimi de dahil olmak üzere çok büyük miktarda atık ve yan ürün üretmektedir. Her yıl yaklaşık 40 milyon ton tavuk tüyü yakılıyor. Bu sadece büyük miktarlarda CO2 salmakla kalmaz, aynı zamanda kükürt dioksit gibi zehirli gazlar da üretir.
ETH Zürih ve Singapur Nanyang Teknoloji Üniversitesi'ndeki (NTU) araştırmacılar artık bu tüyleri iyi bir şekilde kullanmanın bir yolunu buldu. Basit ve çevre dostu bir işlem kullanarak protein keratini tüylerden çıkarıyorlar ve onu amiloid fibrilleri olarak bilinen ultra ince liflere dönüştürüyorlar. Bu keratin fibrilleri yakıt hücresinin zarında kullanılmaya devam ediyor.
Hidrojen ve oksijenden CO2 içermeyen elektrik üreten yakıt hücreleri yalnızca ısı ve su açığa çıkarır.
Gelecekte sürdürülebilir bir enerji kaynağı olarak önemli bir rol oynayabilirler. Her yakıt hücresinin kalbinde yarı geçirgen bir zar bulunur. Protonların geçmesine izin verir ancak elektronları bloke ederek onları negatif yüklü anottan pozitif yüklü katoda harici bir devre üzerinden akmaya zorlar, böylece bir elektrik akımı üretir.
Endüstriyel atıkların iyi değerlendirilmesi
Geleneksel yakıt hücrelerinde bu membranlar şimdiye kadar pahalı olan ve çevrede parçalanmayan yüksek derecede toksik kimyasallar veya "sonsuza kadar kimyasallar" kullanılarak yapılmıştır. Öte yandan ETH ve NTU araştırmacıları tarafından geliştirilen zar, esas olarak çevreyle uyumlu ve büyük miktarlarda bulunabilen biyolojik keratinden oluşuyor; tavuk tüylerinin yüzde 90'ı keratindir.
Bu, laboratuvarda üretilen membranın halihazırda geleneksel membranlara göre üç kat daha ucuz olduğu anlamına gelir.
ETH Zürih Gıda ve Yumuşak Malzemeler Profesörü Raffaele Mezzenga, "Birkaç yılımı, gıda atıklarını yenilenebilir enerji sistemleri için kullanmanın farklı yollarını araştırmaya adadım. En son geliştirmemiz bir döngüyü tamamlıyor: Yandığında CO2 ve zehirli gazlar açığa çıkaran bir maddeyi alıyoruz ve onu farklı bir ortamda kullanıyoruz: Yeni teknolojimizle yalnızca zehirli maddelerin yerini almakla kalmıyor, aynı zamanda CO2 salınımını da önleyerek genel karbon ayak izi döngüsünü azaltıyoruz” diyor.
Ancak hidrojenin sürdürülebilir bir enerji kaynağı haline gelmesinden önce aşılması gereken başka zorluklar da var.
Mezzenga, "Hidrojen evrende en bol bulunan elementtir ancak ne yazık ki Dünya'da yoktur" diyor. Hidrojen burada saf haliyle bulunmadığından, üretilmesi gerekiyor ve bu da büyük miktarda enerji gerektiriyor. Burada da yeni membran gelecekte iyi bir şekilde hizmet verebilir, çünkü sadece yakıt hücrelerinde değil aynı zamanda su ayrıştırmada da kullanılabilir.
Elektroliz olarak bilinen bir işlemde, sudan doğru akım geçirilerek (bu kez) pozitif yüklü anotta oksijenin oluşmasına neden olurken, negatif yüklü katottan hidrojen kaçar. Saf su bu işlem için yeterince iletken değildir ve sıklıkla asit eklenmesini gerektirir.
Bununla birlikte yeni membran, protonlara karşı geçirgendir ve böylece saf suda bile etkili su ayrıştırması için gerekli olan anot ve katot arasında parçacık geçişini sağlar.
Araştırmacıların bir sonraki adımı, keratin zarının ne kadar sağlam ve dayanıklı olduğunu araştırmak ve gerekirse onu iyileştirmek olacak. Araştırma ekibi zaten membran için ortak bir patent başvurusunda bulundu ve şimdi teknolojiyi daha da geliştirip pazara sunacak yatırımcı veya şirket arıyor. .
Kaynak: ETH Zurich + sciencedaily.com
Fotoğraf: Thomas Iversen / Unsplash
Editor - yesilodak.com