A keratin fehérjét a madártollakból vonják ki, majd apró amiloid rostokká alakítják – ezzel a módszerrel pedig a tudósok felváltották az üzemanyagcella membránjaiban hagyományosan használt mérgező és rákkeltő anyagokat. A csirketollból nyert keratin membrán ugyanis elősegíti a hatékony vízhasítást, így ígéretes megoldást jelent az elektrolízissel történő hidrogéntermeléshez.

Ráadásul mindez nemcsak a CO2 és a mérgező gázok kibocsátását eliminálja, hanem egy olyan anyagot is felhasznál, amely egyébként hozzájárulna a környezetszennyezéshez.

Az ETH Zürich és a szingapúri Nanyang Technological University kutatói új módszert fejlesztettek ki hidrogén üzemanyagcella membránok létrehozására csirke toll-hulladék felhasználásával, a hagyományos membrángyártással kapcsolatos környezetvédelmi problémák megoldására. Ezek a membránok a hidrogén-üzemanyagcellák kulcsfontosságú alkotóelemei, amelyek féligáteresztő tulajdonságuknak köszönhetően segítenek az áramtermelésben. A hagyományos membránok esetében azonban mérgező és rákkeltő "örök vegyszereket" alkalmaznak, ami magas költségekhez és környezeti károkhoz vezet.

A frissen kidolgozott eljárás lényege tehát a keratin – ez, a többek közt csirketollban található fehérje (egyébként például az emberi körömben is ez található). A keratint környezetbarát eljárással apró szálakká, úgynevezett amiloid rostokká alakítják, és ezek a keratinszálak helyettesítik az üzemanyagcella membránjaiban található mérgező összetevőket, fenntartható alternatívát kínálva.

Mivel pedig évente hozzávetőleg 40 millió tonna csirketollat égetnek el, ami CO2 és veszélyes gázok, például kén-dioxid kibocsátással jár, így ezen hulladék újrahasznosításával a kutatók két legyet ütnek egy csapásra, vagy a szólás angol megfelelőjének ehelyütt kifejezetten passzoló tükörfordításával: egy kővel két madarat – pontosabban hármat. Egyrészt ugyanis csökkentik az említett kibocsátást, másrészt káros anyagokat váltanak ki, harmadrészt pedig lehetővé teszik a relatíve zöld (ez azért a hidrogén előállításán is múlik egyebek mellett) elektrolízisen alapuló energiatermelést.

Az elektrolízis egy olyan kémiai folyamat, amely a vegyületeket alkotóelemekre vagy ionokra bontja. Ez azt jelenti, hogy a pozitív ionok a negatív elektródhoz (katódhoz), a negatív ionok pedig a pozitív elektródhoz (anód) vándorolnak. A hagyományos elektrolízis gyakran savak hozzáadását igényli a vezetőképesség fokozása érdekében, de mivel az újonnan kifejlesztett keratin membrán protonáteresztő, így még a tiszta vízben is hatékony vízhasítást tesz lehetővé anélkül, hogy további vegyszerekre lenne szükség.

A kutatók most a keratin membrán stabilitását és tartósságát tesztelik, valamint közös szabadalmi kérelmet nyújtottak be. Ezen felül aktívan keresik az együttműködést nagyvállalatokkal és befektetőkkel, hogy a technológiát kereskedelmi forgalomba hozzák.

(Kép: Pixabay/Danganhfoto)