Revoliucinis atradimas: išvalykite vandenilį nuo mikrobų!

Revoliucinis atradimas: išvalykite vandenilį nuo mikrobų!

2025 m. gegužės 9 d. Rūro universiteto Bochumo mokslininkai pranešė apie novatorišką vandenilio gamybos pažangą. Mikroorganizmai, ypač per fermentą [FeFe] hidrogenazę, gamina vandenilį, kai nėra oro. Šis fermentas laikomas efektyviu žaliojo vandenilio gamybos biokatalizatoriumi. Iki šiol jo naudojimą ribojo greitas fermento sunaikinimas, kai jis liečiasi su deguonimi. Dėl naujų atradimų mokslininkai sugebėjo išskirti deguoniui stabilios [FeFe] hidrogenazės tipą ir atskleisti deguonies stabilumo mechanizmus, kurie buvo paskelbti Amerikos chemijos draugijos žurnale.

Tyrime nagrinėjama ne tik biokatalizė, bet ir atskleidžiamas archajų vaidmuo vandenilio gamyboje. Šie mikroorganizmai, kurie kartu su bakterijomis ir eukariotais sudaro vieną iš trijų didelių gyvų organizmų grupių, energiją gauna per specialius fermentus. Jie gali konvertuoti ir gaminti vandenilį, kuris leidžia archėjoms išgyventi ekstremalioje aplinkoje, pvz mokslas.de aprašo.

Klimato atžvilgiu neutrali vandenilio gamyba

Vandenilis vis dažniau laikomas raktu į energijos tiekimą be teršalų. Tačiau norint gaminti klimatui neutralų vandenilį, reikalingi atsinaujinantys energijos šaltiniai, neišskiriantys CO2. Kristijono Albrechtso universitetas Kylyje sukūrė naujovišką žaliojo vandenilio gamybos būdą, praneša atsinaujinančios energijos.de.

Kirstin Gutekunst komanda tiria cianobakteriją, kuri fotosintezės būdu gamina vandenilį. Paprastai ši bakterija iš karto sunaudoja pagamintą vandenilį. Tačiau modifikavus hidrogenazę, procesą būtų galima optimizuoti taip, kad cianobakterija gamintų vandenilį ilgesnį laiką, jo nebevartodama.

Mokslininkų grupės naujoviška jėga atsispindi elektronų nukreipime iš fotosintezės proceso, kurie tradiciškai naudojami cukraus metabolizmui. Modifikuota hidrogenazė dabar naudoja protonus ir elektronus vandeniliui gaminti, todėl vandenilio gamyba žymiai padidėja. Priešingai nei ankstesni metodai, šis naujas procesas gali veikti neribotą laiką, nes cianobakterijų metabolizmas ilgainiui atkuria ir atkartoja hidrogenazės ir fotosistemos susiliejimą.

Vienas iš iššūkių išlieka hidrogenazės inaktyvavimas esant deguoniui. Norėdami tai neutralizuoti, mokslininkai cianobakterijas pakeitė į anoksigeninę fotosintezę. Ilgainiui šis veiksmas leistų išskirtinai panaudoti elektronus, gautus iš vandens skaidymo vandenilio gamybai.