Revolutsiooniline avastus: puhastage vesinik mikroobidest!

Revolutsiooniline avastus: puhastage vesinik mikroobidest!

9. mail 2025 teatasid Ruhri ülikooli Bochumi teadlased murrangulistest edusammudest vesiniku tootmisel. Mikroorganismid, eriti ensüümi [FeFe] hüdrogenaasi kaudu, toodavad vesinikku õhu puudumisel. Seda ensüümi peetakse tõhusaks biokatalüsaatoriks rohelise vesiniku tootmisel. Seni piiras selle kasutamist ensüümi kiire hävimine hapnikuga kokkupuutel. Tänu uutele leidudele suutsid teadlased isoleerida teatud tüüpi hapniku suhtes stabiilse [FeFe] hüdrogenaasi ja paljastada hapniku stabiilsuse mehhanismid, mis avaldati ajakirjas Journal of American Chemical Society.

Uuring ei käsitle ainult biokatalüüsi, vaid heidab valgust ka arhea rollile vesiniku tootmisel. Need mikroorganismid, mis moodustavad ühe kolmest suurest elusorganismide rühmast koos bakterite ja eukarüootidega, saavad energiat spetsiaalsete ensüümide kaudu. Need on võimelised muundama ja tootma vesinikku, mis võimaldab arheel ellu jääda äärmuslikes keskkondades, näiteks teadus.de kirjeldab.

Kliimaneutraalne vesiniku tootmine

Vesinikku peetakse üha enam heitmevaba energiavarustuse võtmeks. Kliimaneutraalse vesiniku tootmiseks on aga vaja CO2-heiteta taastuvaid energiaallikaid. Kielis asuv Christian Albrechtsi ülikool on välja töötanud uuendusliku viisi rohelise vesiniku tootmiseks, teatab renewableenergies.de.

Kirstin Gutekunsti töörühm uurib tsüanobakterit, mis toodab fotosünteesi teel vesinikku. Tavaliselt kasutab see bakter toodetud vesiniku kohe ära. Hüdrogenaasi modifitseerides saaks aga protsessi optimeerida nii, et tsüanobakter toodab vesinikku pikema aja jooksul ilma seda uuesti tarbimata.

Uurimisrühma uuenduslik tugevus peegeldub traditsiooniliselt suhkru metabolismiks kasutatavate elektronide ümbersuunamises fotosünteesiprotsessist. Modifitseeritud hüdrogenaas kasutab nüüd vesiniku tootmiseks prootoneid ja elektrone, mille tulemusena suureneb vesiniku tootmine oluliselt. Erinevalt eelmistest lähenemisviisidest võib see uus protsess potentsiaalselt töötada lõputult, kuna tsüanobakterite metabolism parandab ja kordab hüdrogenaasi-fotosüsteemi sulandumist pika aja jooksul.

Üheks väljakutseks jääb hüdrogenaasi inaktiveerimine hapniku juuresolekul. Selle vastu võitlemiseks muutsid teadlased tsüanobakterid anoksügeensele fotosünteesile. Pikemas perspektiivis võib see samm võimaldada vee jagamisel tekkivate elektronide ainu kasutamist vesiniku tootmiseks.