Revolucionarno odkritje: Očistite vodik iz mikrobov!

Revolucionarno odkritje: Očistite vodik iz mikrobov!

9. maja 2025 so raziskovalci na Univerzi Ruhr Bochum poročali o prelomnem napredku pri proizvodnji vodika. Mikroorganizmi, zlasti preko encima [FeFe] hidrogenaze, proizvajajo vodik v odsotnosti zraka. Ta encim velja za učinkovitega biokatalizatorja za proizvodnjo zelenega vodika. Doslej je bila njegova uporaba omejena s hitrim uničenjem encima ob stiku s kisikom. Zahvaljujoč novim ugotovitvam je znanstvenikom uspelo izolirati vrsto kisik-stabilne [FeFe] hidrogenaze in odkriti mehanizme stabilnosti kisika, ki so bili objavljeni v Journal of American Chemical Society.

Študija se ne ukvarja le z biokatalizo, temveč osvetljuje tudi vlogo arhej pri proizvodnji vodika. Ti mikroorganizmi, ki poleg bakterij in evkariontov tvorijo eno od treh velikih skupin živih organizmov, pridobivajo energijo s posebnimi encimi. Ti so sposobni pretvarjati in proizvajati vodik, kar arhejam omogoča preživetje v ekstremnih okoljih, kot je npr. science.de opisuje.

Podnebno nevtralna proizvodnja vodika

Vodik se vedno bolj obravnava kot ključ do oskrbe z energijo brez emisij. Vendar pa so za proizvodnjo podnebno nevtralnega vodika potrebni obnovljivi viri energije brez emisij CO2. Univerza Christiana Albrechtsa v Kielu je razvila inovativen način za proizvodnjo zelenega vodika, poroča renewableenergies.de.

Ekipa Kirstin Gutekunst preiskuje cianobakterijo, ki s fotosintezo proizvaja vodik. Običajno ta bakterija takoj porabi vodik, ki ga proizvede. S spreminjanjem hidrogenaze pa bi lahko proces optimizirali tako, da cianobakterija dlje časa proizvaja vodik, ne da bi ga ponovno porabila.

Inovativna moč raziskovalne skupine se kaže v preusmerjanju elektronov iz procesa fotosinteze, ki se tradicionalno uporabljajo za presnovo sladkorja. Modificirana hidrogenaza zdaj uporablja protone in elektrone za proizvodnjo vodika, kar povzroči znatno povečanje proizvodnje vodika. V nasprotju s prejšnjimi pristopi bi lahko ta novi proces potencialno deloval za nedoločen čas, ker metabolizem cianobakterij dolgoročno popravlja in posnema fuzijo hidrogenaze in fotosistema.

Eden od izzivov ostaja inaktivacija hidrogenaze v prisotnosti kisika. Da bi preprečili to, so znanstveniki cianobakterije preklopili na anoksigeno fotosintezo. Dolgoročno bi lahko zlasti ta korak omogočil izključno uporabo elektronov iz cepitve vode za proizvodnjo vodika.