Rewolucyjne odkrycie: oczyść wodór z drobnoustrojów!

Rewolucyjne odkrycie: oczyść wodór z drobnoustrojów!

9 maja 2025 r. naukowcy z Uniwersytetu Ruhr w Bochum ogłosili przełomowy postęp w produkcji wodoru. Mikroorganizmy, w szczególności poprzez enzym hydroazę [FeFe], wytwarzają wodór przy braku powietrza. Enzym ten uznawany jest za skuteczny biokatalizator do produkcji zielonego wodoru. Do tej pory jego zastosowanie było ograniczone szybkim zniszczeniem enzymu w kontakcie z tlenem. Dzięki nowym odkryciom naukowcom udało się wyizolować rodzaj stabilnej wobec tlenu wodorazy [FeFe] i odkryć mechanizmy stabilności tlenu, co opublikowano w czasopiśmie Journal of American Chemical Society.

Badanie dotyczy nie tylko biokatalizy, ale także rzuca światło na rolę archeonów w produkcji wodoru. Te mikroorganizmy, które obok bakterii i eukariontów tworzą jedną z trzech dużych grup organizmów żywych, uzyskują energię dzięki specjalnym enzymom. Są one w stanie przekształcać i wytwarzać wodór, który pozwala archeonom przetrwać w ekstremalnych środowiskach, takich jak science.de opisuje.

Produkcja wodoru neutralna dla klimatu

Wodór jest coraz częściej postrzegany jako klucz do bezemisyjnych dostaw energii. Aby jednak wyprodukować wodór neutralny dla klimatu, potrzebne są odnawialne źródła energii bez emisji CO2. Jak podaje Uniwersytet Christiana Albrechta w Kilonii opracował innowacyjny sposób produkcji zielonego wodoru odnawialneenergies.de.

Zespół Kirstin Gutekunst bada cyjanobakterię wytwarzającą wodór w procesie fotosyntezy. Zwykle bakteria ta natychmiast zużywa wytwarzany przez siebie wodór. Jednakże poprzez modyfikację hydroazy proces można zoptymalizować tak, aby cyjanobakteria wytwarzała wodór przez dłuższy okres czasu, nie zużywając go ponownie.

Innowacyjna siła zespołu badawczego znajduje odzwierciedlenie w przekierowaniu elektronów pochodzących z procesu fotosyntezy, które tradycyjnie wykorzystywane są w metabolizmie cukrów. Zmodyfikowana wodoraza wykorzystuje obecnie protony i elektrony do produkcji wodoru, co powoduje znaczny wzrost produkcji wodoru. W przeciwieństwie do poprzednich podejść, ten nowy proces może potencjalnie działać w nieskończoność, ponieważ metabolizm cyjanobakterii naprawia i replikuje fuzję hydroazy z fotosystemem w dłuższej perspektywie.

Jednym z wyzwań pozostaje inaktywacja wodoru w obecności tlenu. Aby temu przeciwdziałać, naukowcy przestawili sinice na fotosyntezę beztlenową. Zwłaszcza ten etap mógłby w dłuższej perspektywie umożliwić wykorzystanie wyłącznie elektronów pochodzących z rozszczepiania wody do produkcji wodoru.