Scoperta rivoluzionaria: pulire l'idrogeno dai microbi!

Scoperta rivoluzionaria: pulire l'idrogeno dai microbi!

Il 9 maggio 2025, i ricercatori dell’Università della Ruhr di Bochum hanno riportato progressi rivoluzionari nella produzione di idrogeno. I microrganismi, in particolare attraverso l'enzima [FeFe] idrogenasi, producono idrogeno in assenza di aria. Questo enzima è considerato un efficiente biocatalizzatore per la produzione di idrogeno verde. Finora il suo utilizzo era limitato dalla rapida distruzione dell’enzima quando entra in contatto con l’ossigeno. Grazie alle nuove scoperte, gli scienziati sono stati in grado di isolare un tipo di idrogenasi [FeFe] stabile all'ossigeno e di scoprire i meccanismi di stabilità dell'ossigeno, che sono stati pubblicati sul Journal of American Chemical Society.

Lo studio non si occupa solo della biocatalisi, ma fa luce anche sul ruolo degli archaea nella produzione di idrogeno. Questi microrganismi, che insieme ai batteri e agli eucarioti costituiscono uno dei tre grandi gruppi di organismi viventi, ottengono energia attraverso speciali enzimi. Questi sono in grado di convertire e produrre idrogeno, che consente agli archaea di sopravvivere in ambienti estremi, come ad esempio science.de descrive.

Produzione di idrogeno a impatto climatico zero

L’idrogeno è sempre più visto come la chiave per un approvvigionamento energetico privo di emissioni. Tuttavia, per produrre idrogeno a impatto climatico zero sono necessarie fonti energetiche rinnovabili senza emissioni di CO2. L’Università Christian Albrechts di Kiel ha sviluppato un modo innovativo per produrre idrogeno verde, riferisce rinnovabilienergies.de.

Il team di Kirstin Gutekunst sta studiando un cianobatterio che produce idrogeno attraverso la fotosintesi. Normalmente questo batterio consuma immediatamente l'idrogeno che produce. Tuttavia, modificando l’idrogenasi, il processo potrebbe essere ottimizzato in modo che il cianobatterio produca idrogeno per un periodo di tempo più lungo senza consumarlo nuovamente.

La forza innovativa del gruppo di ricerca si riflette nel reindirizzamento degli elettroni provenienti dal processo di fotosintesi, tradizionalmente utilizzati per il metabolismo dello zucchero. L’idrogenasi modificata ora utilizza protoni ed elettroni per produrre idrogeno, determinando un aumento significativo della produzione di idrogeno. A differenza degli approcci precedenti, questo nuovo processo potrebbe potenzialmente funzionare indefinitamente perché il metabolismo dei cianobatteri ripara e replica la fusione idrogenasi-fotosistema a lungo termine.

Una delle sfide rimane l’inattivazione dell’idrogenasi in presenza di ossigeno. Per contrastare questo, gli scienziati hanno trasformato i cianobatteri nella fotosintesi anossigenica. A lungo termine, proprio questo passo potrebbe consentire l’uso esclusivo degli elettroni derivanti dalla scissione dell’acqua per la produzione di idrogeno.