Forradalmi felfedezés: Tisztítsa meg a hidrogént a mikrobáktól!

Forradalmi felfedezés: Tisztítsa meg a hidrogént a mikrobáktól!

2025. május 9-én a Ruhr Egyetem Bochum kutatói úttörő előrehaladásról számoltak be a hidrogéntermelés terén. A mikroorganizmusok, különösen a [FeFe] hidrogenáz enzimen keresztül, levegő hiányában hidrogént termelnek. Ezt az enzimet hatékony biokatalizátornak tartják a zöld hidrogén előállításában. Mostanáig felhasználását korlátozta, hogy az enzim oxigénnel érintkezve gyorsan elpusztult. Az új eredményeknek köszönhetően a tudósoknak sikerült izolálniuk egyfajta oxigénstabil [FeFe] hidrogenázt, és feltárni az oxigénstabilitás mechanizmusait, amelyeket a Journal of American Chemical Society publikáltak.

A tanulmány nem csak a biokatalízissel foglalkozik, hanem rávilágít az archaeák hidrogéntermelésben betöltött szerepére is. Ezek a mikroorganizmusok, amelyek a baktériumok és eukarióták mellett az élő szervezetek három nagy csoportjának egyikét alkotják, speciális enzimeken keresztül nyernek energiát. Ezek képesek hidrogén átalakítására és előállítására, ami lehetővé teszi az archaeák túlélését extrém környezetben, mint pl tudomány.de leírja.

Klímasemleges hidrogéntermelés

A hidrogént egyre inkább a kibocsátásmentes energiaellátás kulcsának tekintik. A klímasemleges hidrogén előállításához azonban CO2-kibocsátás nélküli megújuló energiaforrásokra van szükség. A kieli Christian Albrechts Egyetem innovatív módszert fejlesztett ki a zöld hidrogén előállítására renewableenergies.de.

Kirstin Gutekunst csapata egy cianobaktériumot vizsgál, amely fotoszintézis útján hidrogént termel. Normális esetben ez a baktérium azonnal elhasználja az általa termelt hidrogént. A hidrogenáz módosításával azonban a folyamatot optimalizálni lehetne úgy, hogy a cianobaktérium hosszabb időn keresztül termeljen hidrogént anélkül, hogy újra elfogyasztja.

A kutatócsoport innovációs erejét tükrözi a fotoszintézis folyamatból származó elektronok átirányítása, amelyeket hagyományosan a cukoranyagcseréhez használnak. A módosított hidrogenáz jelenleg protonokat és elektronokat használ a hidrogén előállítására, ami jelentősen megnöveli a hidrogéntermelést. A korábbi megközelítésekkel ellentétben ez az új folyamat a végtelenségig működhet, mivel a cianobaktériumok anyagcseréje hosszú távon helyreállítja és megismétli a hidrogenáz-fotorendszer fúziót.

Az egyik kihívás továbbra is a hidrogenáz inaktiválása oxigén jelenlétében. Ennek ellensúlyozására a tudósok a cianobaktériumokat anoxigén fotoszintézisre cserélték. Hosszú távon ez a lépés különösen lehetővé teheti a vízfelosztásból származó elektronok kizárólagos felhasználását hidrogéntermelés céljából.