За прикладом живої клітини

Жива клітина – це свого роду хімічний завод. Всередині неї протікають тисячі найскладніших реакцій. Багато з них ми не можемо відтворити. Але і ті реакції, які нам «вдаються», все-таки значно поступаються за своїм «ККД» хімічним перетворенням в клітині. Чому?

Виявляється, багато що залежить від «технології». У клітини вона цікава. Як правило, хіміки, розробляючи спосіб отримання якоїсь речовини, намагаються розбити весь процес на етапи – ряд найпростіших реакцій. Спочатку отримують в чистому вигляді вихідні продукти, а потім, вже в іншій установці, змушують їх прореагувати один з одним. У клітині інакше: там різні реакції, як кажуть хіміки, узгоджуються – кінцеві продукти одних служать вихідними для інших, що протікають в цій же «установці». Такий спосіб «виробництва» дуже економічний.

Нещодавно вчені з кафедри фізичної хімії Варшавського політехнічного інституту розробили ряд нових технологічних процесів. В їх основу покладено той же принцип, на якому працює мініатюрний завод-клітина: пару реакцій.

Цинк отримують електролізом розчину його солі. При цьому на катоді осідає метал, а на аноді виділяється кисень – побічний продукт реакції. При отриманні хлору електролізом соляної кислоти на катоді виділяється водень. Польські хіміки запропонували поєднати ці два процеси.

У електролізі, де на катоді осідає цинк, замінили металевий стрижень-анод пористою пластиною з активованого вугілля. Такий електрод здатний поглинати газ, що виділяється на ньому. При поглинанні кисню вугіллям процес електролізу вимагає менше енергії, ніж в тому випадку, коли бульбашки газу осідають на електроді. Вугільні пластини, насичені киснем, переносять потім у електролізер, де розкладається соляна кислота. При виділенні водню на них бульбашки газу не обволікають електрод, а відразу ж реагують з киснем в порах пластини. Ця реакція не вимагає витрат енергії, як і процес адсорбції, більше того – вона йде з виділенням енергії. Після очищення від кисню стрижні знову переносяться в ванну, де отримують цинк. І так весь час.

Нові методи пройшли поки лише лабораторну перевірку, але перед ними велике майбутнє. Вони дозволяють економити від 40 до 80 відсотків електроенергії: значно знижується напруга на електродах. Очищення електродів здійснюється як би автоматично, виробництво стає ритмічним, його легко автоматизувати. Як вважають варшавські хіміки, принцип, запозичений у живої клітини, в майбутньому може зробити справжню революцію в цілому ряді хімічних виробництв.