Revolucionārs atklājums: attīriet ūdeņradi no mikrobiem!

Revolucionārs atklājums: attīriet ūdeņradi no mikrobiem!

2025. gada 9. maijā Rūras universitātes Bohuma pētnieki ziņoja par revolucionāru progresu ūdeņraža ražošanā. Mikroorganismi, īpaši caur enzīmu [FeFe] hidrogenāzi, ražo ūdeņradi bez gaisa. Šis ferments tiek uzskatīts par efektīvu biokatalizatoru zaļā ūdeņraža ražošanai. Līdz šim tā izmantošanu ierobežoja ātra fermenta iznīcināšana, nonākot saskarē ar skābekli. Pateicoties jaunajiem atklājumiem, zinātnieki varēja izolēt skābekļa stabilas [FeFe] hidrogenāzes veidu un atklāt skābekļa stabilitātes mehānismus, kas tika publicēti American Chemical Society žurnālā.

Pētījums ne tikai attiecas uz biokatalīzi, bet arī atklāj arheju lomu ūdeņraža ražošanā. Šie mikroorganismi, kas veido vienu no trim lielajām dzīvo organismu grupām līdzās baktērijām un eikariotiem, iegūst enerģiju, izmantojot īpašus enzīmus. Tie spēj pārveidot un ražot ūdeņradi, kas ļauj arhejām izdzīvot ekstremālās vidēs, piemēram, zinātne.de apraksta.

Klimatam neitrāla ūdeņraža ražošana

Ūdeņradis arvien vairāk tiek uzskatīts par atslēgu enerģijas piegādei bez emisijām. Tomēr, lai ražotu klimatneitrālu ūdeņradi, ir nepieciešami atjaunojamie enerģijas avoti bez CO2 emisijām. Kristiana Albrehta universitāte Ķīlē ir izstrādājusi novatorisku veidu, kā ražot zaļo ūdeņradi, ziņo renewableenergies.de.

Kirstin Gutekunst komanda pēta zilaļģes, kas fotosintēzes ceļā ražo ūdeņradi. Parasti šī baktērija nekavējoties iztērē saražoto ūdeņradi. Tomēr, modificējot hidrogenāzi, procesu varētu optimizēt tā, lai zilaļģes ražotu ūdeņradi ilgākā laika periodā, to vēlreiz nepatērējot.

Pētnieku grupas novatoriskais spēks atspoguļojas elektronu novirzīšanā no fotosintēzes procesa, ko tradicionāli izmanto cukura metabolismam. Modificētā hidrogenāze tagad izmanto protonus un elektronus, lai ražotu ūdeņradi, kā rezultātā ievērojami palielinās ūdeņraža ražošana. Atšķirībā no iepriekšējām pieejām šis jaunais process varētu darboties bezgalīgi, jo cianobaktēriju metabolisms atjauno un atkārto hidrogenāzes-fotosistēmas saplūšanu ilgtermiņā.

Viens no izaicinājumiem joprojām ir hidrogenāzes inaktivācija skābekļa klātbūtnē. Lai to novērstu, zinātnieki nomainīja zilaļģes uz anoksigēno fotosintēzi. Ilgtermiņā šis solis īpaši ļautu ūdeņraža ražošanai izmantot tikai ūdens sadalīšanas rezultātā radušos elektronus.