Revoluční objev: Vyčistěte vodík od mikrobů!

Revoluční objev: Vyčistěte vodík od mikrobů!

Dne 9. května 2025 oznámili vědci z Ruhr University Bochum převratný pokrok ve výrobě vodíku. Mikroorganismy, konkrétně prostřednictvím enzymu [FeFe] hydrogenázy, produkují vodík v nepřítomnosti vzduchu. Tento enzym je považován za účinný biokatalyzátor pro výrobu zeleného vodíku. Dosud bylo jeho použití omezeno rychlou destrukcí enzymu při kontaktu s kyslíkem. Díky novým poznatkům se vědcům podařilo izolovat typ kyslíkově stabilní [FeFe] hydrogenázy a odhalit mechanismy stability kyslíku, které byly publikovány v Journal of American Chemical Society.

Studie se nezabývá pouze biokatalýzou, ale také osvětluje roli archaea při výrobě vodíku. Tyto mikroorganismy, které tvoří vedle bakterií a eukaryot jednu ze tří velkých skupin živých organismů, získávají energii prostřednictvím speciálních enzymů. Ty jsou schopny přeměňovat a produkovat vodík, což umožňuje archeím přežít v extrémních prostředích, jako jsou např science.de popisuje.

Klimaticky neutrální výroba vodíku

Vodík je stále více považován za klíč k bezemisnímu zásobování energií. K výrobě klimaticky neutrálního vodíku jsou však nutné obnovitelné zdroje energie bez emisí CO2. Univerzita Christiana Albrechtse v Kielu vyvinula inovativní způsob výroby zeleného vodíku obnovitelné energie.de.

Tým Kirstin Gutekunst zkoumá sinici, která fotosyntézou produkuje vodík. Normálně tato bakterie okamžitě spotřebuje vodík, který produkuje. Úpravou hydrogenázy by se však dal proces optimalizovat tak, aby sinice produkovala vodík po delší dobu, aniž by jej znovu spotřebovávala.

Inovativní síla výzkumného týmu se odráží v přesměrování elektronů z procesu fotosyntézy, které se tradičně používají pro metabolismus cukrů. Modifikovaná hydrogenáza nyní využívá protony a elektrony k výrobě vodíku, což má za následek výrazné zvýšení produkce vodíku. Na rozdíl od předchozích přístupů by tento nový proces mohl potenciálně fungovat donekonečna, protože metabolismus sinic dlouhodobě opravuje a replikuje fúzi hydrogenáza-fotosystém.

Jedním z problémů zůstává inaktivace hydrogenázy v přítomnosti kyslíku. Aby tomu zabránili, vědci přepnuli sinice na anoxygenní fotosyntézu. Z dlouhodobého hlediska by zejména tento krok mohl umožnit výhradní využití elektronů ze štěpení vody pro výrobu vodíku.