Vallankumouksellinen löytö: Puhdista vety mikrobeista!

Vallankumouksellinen löytö: Puhdista vety mikrobeista!

Ruhrin yliopiston Bochumin tutkijat raportoivat 9. toukokuuta 2025 uraauurtavasta edistymisestä vedyn tuotannossa. Mikro-organismit, erityisesti entsyymin [FeFe] hydrogenaasin kautta, tuottavat vetyä ilman poissa ollessa. Tätä entsyymiä pidetään tehokkaana biokatalyyttinä vihreän vedyn tuotannossa. Tähän asti sen käyttöä rajoitti entsyymin nopea tuhoutuminen sen joutuessa kosketuksiin hapen kanssa. Uusien löydösten ansiosta tutkijat pystyivät eristämään eräänlaisen happistabiilin [FeFe]-hydrogenaasin ja paljastamaan hapen stabiilisuuden mekanismit, jotka julkaistiin Journal of American Chemical Society -lehdessä.

Tutkimus ei käsittele vain biokatalyysiä, vaan myös valaisee arkeiden roolia vedyn tuotannossa. Nämä mikro-organismit, jotka muodostavat yhden kolmesta suuresta elävien organismien ryhmästä bakteerien ja eukaryoottien ohella, saavat energiaa erityisten entsyymien avulla. Ne pystyvät muuttamaan ja tuottamaan vetyä, mikä mahdollistaa arkeiden selviytymisen äärimmäisissä ympäristöissä, kuten science.de kuvailee.

Ilmastoneutraali vedyn tuotanto

Vetyä nähdään yhä enemmän päästöttömän energiahuollon avaimena. Ilmastoneutraalin vedyn tuottamiseen tarvitaan kuitenkin uusiutuvia energialähteitä ilman CO2-päästöjä. Kielin Christian Albrechtsin yliopisto on kehittänyt innovatiivisen tavan tuottaa vihreää vetyä, raportoi renewableenergies.de.

Kirstin Gutekunstin tiimi tutkii syanobakteeria, joka tuottaa vetyä fotosynteesin kautta. Normaalisti tämä bakteeri käyttää välittömästi tuottamansa vedyn. Hydrogenaasia modifioimalla prosessi voitaisiin kuitenkin optimoida niin, että syanobakteeri tuottaa vetyä pidemmän ajan kuluessa kuluttamatta sitä uudelleen.

Tutkimusryhmän innovatiivinen vahvuus heijastuu perinteisesti sokeriaineenvaihduntaan käytettyjen elektronien ohjaamisessa fotosynteesiprosessista. Modifioitu hydrogenaasi käyttää nyt protoneja ja elektroneja tuottamaan vetyä, mikä lisää merkittävästi vedyn tuotantoa. Toisin kuin aikaisemmissa lähestymistavoissa, tämä uusi prosessi voisi mahdollisesti toimia loputtomiin, koska syanobakteerien aineenvaihdunta korjaa ja replikoi hydrogenaasi-fotosysteemifuusion pitkällä aikavälillä.

Yksi haasteista on edelleen hydrogenaasin inaktivointi hapen läsnä ollessa. Tämän torjumiseksi tutkijat vaihtoivat syanobakteerit happittomaan fotosynteesiin. Pitkällä aikavälillä tämä vaihe voisi erityisesti mahdollistaa veden jakamisesta peräisin olevien elektronien yksinomaisen käytön vedyn tuotantoon.