乾淨能源解決方案：利用雞毛製造電力
引言
2023 年 10 月 20 日，來自 ETH Zurich 和南洋理工大學的研究人員發現了一種將雞毛轉化為清潔電力的環保方法。每年，食品行業產生大量的廢棄物和副產品，包括雞肉生產過程中產生的雞毛。而現在研究人員在一個簡單環保的過程中，提取出雞毛中的蛋白質角蛋白，將其轉化為超細纖維，並應用於燃料電池的膜材料中，透過氫和氧的反應來生成無二氧化碳的電力。這一研究成果已經在 ACS Applied Materials & Interfaces 上發表。燃料電池作為可持續能源的重要組成部分，具有巨大的應用潛力。
廢物再利用為可再生能源
過去，傳統的燃料電池膜材料主要是使用高度有毒的化學物質，而這些物質成本昂貴且在環境中難以降解。而 ETH Zurich 和南洋理工大學的研究人員開發的膜材料主要由生物角蛋白組成，這種物質環境相容性強且大量可得，因為雞毛 90％都是角蛋白。這意味著實驗室中製造的膜材料已經比傳統膜材料便宜三倍。ETH Zurich 的食品和軟物質教授 Raffaele Mezzenga 表示：“我花了很多年的時間研究如何將食品廢物應用於可再生能源系統。我們的最新研究成果關閉了一個迴圈：我們正在利用一種在燃燒時會釋放出二氧化碳和有毒氣體的物質，將其應用於不同的環境中。透過我們的新技術，這種物質不僅取代了有毒物質，還減少了二氧化碳的釋放，從而降低了整個碳足跡的迴圈。”
多功能應用
然而在氫能成為可持續能源之前，還需要克服一些挑戰。Mezzenga 表示氫是宇宙中最豐富的元素，只可惜在地球上並不存在。由於氫在地球上並不以純粹的形式存在，因此需要進行生產，這需要大量的能量。然而這種新型膜材料在此方面也擁有潛力，因為它不僅適用於燃料電池，還可以應用於水分解。水分解是一種電解過程，透過電流導通使水分子分解為氧氣和氫氣。而由於純水導電性不足，通常需要新增酸性溶液。然而這種新型膜材料對質子具有透過性，因此即使在純水中，也可以實現離子在陽極和陰極之間的遷移，以實現高效的水分解。研究人員的下一步將是研究角蛋白膜材料的穩定性和耐久性，並在有需要時進行改進。
結論與建議
這項研究成果為利用廢棄物轉化為清潔能源開闢了新的方向。以雞毛為例，每年有 40 百萬公噸的雞毛被焚燒，這不僅釋放出大量的二氧化碳，還產生了二氧化硫等有害氣體。現在透過使用這些雞毛提取出的角蛋白，轉化為高品質的膜材料，可實現燃料電池的應用，從而提供無二氧化碳的電力。這對於可持續能源發展來說具有重要意義。
然而該技術仍存在一些挑戰，包括膜材料的穩定性和耐久性，在實際應用中的效能表現等。因此研究人員需要繼續努力，進行更多的長期穩定性測試和改進工作。
此外政府和企業應該積極支援和投資這種基於廢棄物再利用的清潔能源技術。除了雞毛，還有許多其他途徑可以將廢棄物轉化為能源，例如食品廢料、農業廢棄物等。這些技術的應用將有助於減少對有限的自然資源的依賴，降低對環境的負面影響。
最後這項研究成果提供了尋找解決氣候變化和能源危機的創新方法，並為可再生能源領域的發展開闢了新的方向。
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