Revolučný objav: Vyčistite vodík od mikróbov!

Revolučný objav: Vyčistite vodík od mikróbov!

9. mája 2025 oznámili výskumníci z Ruhr University Bochum prelomový pokrok vo výrobe vodíka. Mikroorganizmy, konkrétne prostredníctvom enzýmu [FeFe] hydrogenázy, produkujú vodík v neprítomnosti vzduchu. Tento enzým sa považuje za účinný biokatalyzátor na výrobu zeleného vodíka. Doteraz bolo jeho použitie obmedzené rýchlym zničením enzýmu pri kontakte s kyslíkom. Vďaka novým zisteniam sa vedcom podarilo izolovať typ kyslíkovo stabilnej [FeFe] hydrogenázy a odhaliť mechanizmy kyslíkovej stability, ktoré boli publikované v Journal of American Chemical Society.

Štúdia sa nezaoberá len biokatalýzou, ale osvetľuje aj úlohu archaea pri výrobe vodíka. Tieto mikroorganizmy, ktoré tvoria popri baktériách a eukaryotoch jednu z troch veľkých skupín živých organizmov, získavajú energiu prostredníctvom špeciálnych enzýmov. Tie sú schopné premieňať a produkovať vodík, čo umožňuje archeám prežiť v extrémnych prostrediach, ako napr science.de opisuje.

Klimaticky neutrálna výroba vodíka

Vodík sa čoraz viac považuje za kľúč k zásobovaniu energiou bez emisií. Na výrobu klimaticky neutrálneho vodíka sú však potrebné obnoviteľné zdroje energie bez emisií CO2. Univerzita Christiana Albrechtsa v Kieli vyvinula inovatívny spôsob výroby zeleného vodíka obnoviteľné energie.de.

Tím Kirstin Gutekunst skúma cyanobaktériu, ktorá fotosyntézou produkuje vodík. Normálne táto baktéria okamžite spotrebuje vodík, ktorý produkuje. Úpravou hydrogenázy by sa však dal proces optimalizovať tak, aby sinica produkovala vodík dlhší čas bez jeho ďalšej spotreby.

Inovatívna sila výskumného tímu sa odráža v presmerovaní elektrónov z procesu fotosyntézy, ktoré sa tradične využívajú na metabolizmus cukrov. Modifikovaná hydrogenáza teraz využíva protóny a elektróny na výrobu vodíka, čo vedie k výraznému zvýšeniu produkcie vodíka. Na rozdiel od predchádzajúcich prístupov by tento nový proces mohol potenciálne fungovať donekonečna, pretože metabolizmus cyanobaktérií dlhodobo opravuje a replikuje fúziu hydrogenázy a fotosystému.

Jednou z výziev zostáva inaktivácia hydrogenázy v prítomnosti kyslíka. Aby tomu zabránili, vedci prepli cyanobaktérie na anoxygénnu fotosyntézu. Z dlhodobého hľadiska by práve tento krok mohol umožniť výhradné využitie elektrónov zo štiepenia vody na výrobu vodíka.