Revolutionaire ontdekking: Schone waterstof van microben!

Revolutionaire ontdekking: Schone waterstof van microben!

Op 9 mei 2025 rapporteerden onderzoekers van de Ruhr Universiteit Bochum baanbrekende vooruitgang in de waterstofproductie. Micro-organismen produceren, met name via het enzym [FeFe]-hydrogenase, waterstof in afwezigheid van lucht. Dit enzym wordt gezien als een efficiënte biokatalysator voor de productie van groene waterstof. Tot nu toe werd het gebruik ervan beperkt door de snelle vernietiging van het enzym wanneer het in contact komt met zuurstof. Dankzij de nieuwe bevindingen konden wetenschappers een type zuurstofstabiele [FeFe]-hydrogenase isoleren en de mechanismen van zuurstofstabiliteit blootleggen, die werden gepubliceerd in de Journal of American Chemical Society.

De studie gaat niet alleen over biokatalyse, maar werpt ook licht op de rol van archaea bij de waterstofproductie. Deze micro-organismen, die naast bacteriën en eukaryoten een van de drie grote groepen levende organismen vormen, verkrijgen energie via speciale enzymen. Deze zijn in staat waterstof om te zetten en te produceren, waardoor archaea kan overleven in extreme omgevingen, zoals wetenschap.de beschrijft.

Klimaatneutrale waterstofproductie

Waterstof wordt steeds meer gezien als de sleutel tot een emissievrije energievoorziening. Voor de productie van klimaatneutrale waterstof zijn echter hernieuwbare energiebronnen zonder CO2-uitstoot nodig. De Christian Albrechts Universiteit in Kiel heeft een innovatieve manier ontwikkeld om groene waterstof te produceren, meldt hernieuwbareenergieën.de.

Het team van Kirstin Gutekunst onderzoekt een cyanobacterie die via fotosynthese waterstof produceert. Normaal gesproken verbruikt deze bacterie de waterstof die hij produceert direct op. Door de hydrogenase te modificeren zou het proces echter geoptimaliseerd kunnen worden, zodat de cyanobacterie over een langere periode waterstof produceert zonder het opnieuw te verbruiken.

De innovatieve kracht van het onderzoeksteam komt tot uiting in de omleiding van elektronen uit het fotosyntheseproces, die traditioneel worden gebruikt voor de suikerstofwisseling. Het gemodificeerde waterstofase gebruikt nu protonen en elektronen om waterstof te produceren, wat resulteert in een aanzienlijke toename van de waterstofproductie. In tegenstelling tot eerdere benaderingen zou dit nieuwe proces potentieel voor onbepaalde tijd kunnen werken, omdat het metabolisme van de cyanobacteriën de fusie van het waterstofase-fotosysteem op de lange termijn herstelt en repliceert.

Een van de uitdagingen blijft de inactivatie van hydrogenase in aanwezigheid van zuurstof. Om dit tegen te gaan, schakelden wetenschappers de cyanobacteriën over op anoxygene fotosynthese. Op de lange termijn zou met name deze stap het exclusieve gebruik van elektronen uit watersplitsing voor waterstofproductie mogelijk kunnen maken.