اكتشاف ثوري: تنظيف الهيدروجين من الميكروبات!

اكتشاف ثوري: تنظيف الهيدروجين من الميكروبات!

في 9 مايو 2025، أعلن باحثون في جامعة الرور في بوخوم عن تقدم رائد في إنتاج الهيدروجين. تنتج الكائنات الحية الدقيقة، وتحديدًا من خلال إنزيم هيدروجيناز [FeFe]، الهيدروجين في غياب الهواء. ويعتبر هذا الإنزيم محفزاً حيوياً فعالاً لإنتاج الهيدروجين الأخضر. حتى الآن، كان استخدامه محدودًا بسبب التدمير السريع للإنزيم عندما يتلامس مع الأكسجين. وبفضل النتائج الجديدة، تمكن العلماء من عزل نوع من الهيدروجيناز المستقر للأكسجين [FeFe] وكشف آليات استقرار الأكسجين، والتي نشرت في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية.

لا تتناول الدراسة التحفيز الحيوي فحسب، بل تلقي الضوء أيضًا على دور العتائق في إنتاج الهيدروجين. هذه الكائنات الحية الدقيقة، التي تشكل واحدة من ثلاث مجموعات كبيرة من الكائنات الحية إلى جانب البكتيريا وحقيقيات النوى، تحصل على الطاقة من خلال إنزيمات خاصة. وهي قادرة على تحويل وإنتاج الهيدروجين، مما يسمح للعتائق بالبقاء على قيد الحياة في البيئات القاسية، مثل Science.de يصف.

إنتاج الهيدروجين المحايد للمناخ

يُنظر إلى الهيدروجين بشكل متزايد على أنه المفتاح لإمدادات الطاقة الخالية من الانبعاثات. ومع ذلك، لإنتاج الهيدروجين المحايد للمناخ، هناك حاجة إلى مصادر الطاقة المتجددة دون انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. أفادت تقارير أن جامعة كريستيان ألبريشتس في مدينة كيل، طورت طريقة مبتكرة لإنتاج الهيدروجين الأخضر الطاقات المتجددة.

يقوم فريق كيرستين جوتيكونست بالتحقيق في البكتيريا الزرقاء التي تنتج الهيدروجين من خلال عملية التمثيل الضوئي. عادة، تستخدم هذه البكتيريا على الفور الهيدروجين الذي تنتجه. ومع ذلك، من خلال تعديل الهيدروجيناز، يمكن تحسين العملية بحيث تنتج البكتيريا الزرقاء الهيدروجين على مدى فترة زمنية أطول دون استهلاكه مرة أخرى.

تنعكس القوة الابتكارية لفريق البحث في إعادة توجيه الإلكترونات من عملية التمثيل الضوئي، والتي تستخدم تقليديًا في استقلاب السكر. يستخدم الهيدروجيناز المعدل الآن البروتونات والإلكترونات لإنتاج الهيدروجين، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في إنتاج الهيدروجين. وعلى النقيض من الأساليب السابقة، من المحتمل أن تعمل هذه العملية الجديدة إلى أجل غير مسمى، لأن عملية التمثيل الغذائي للبكتيريا الزرقاء تعمل على إصلاح وتكرار اندماج الهيدروجيناز والنظام الضوئي على المدى الطويل.

ويظل أحد التحديات هو تعطيل نشاط الهيدروجيناز في وجود الأكسجين. ولمواجهة ذلك، قام العلماء بتحويل البكتيريا الزرقاء إلى التمثيل الضوئي غير المؤكسد. على المدى الطويل، يمكن لهذه الخطوة على وجه الخصوص أن تتيح الاستخدام الحصري للإلكترونات الناتجة عن تحلل الماء لإنتاج الهيدروجين.