Produkcja wodoru przy pomocy glonów

Często mówi się, że wodór jest paliwem przyszłości. Jego spalanie nie powoduje emisji pyłów ani dwutlenku węgla; jedynym produktem tej reakcji jest woda. Niestety, jego wysoka cena powoduje, że nie jest stosowany na szeroką skalę w zasilaniu pojazdów.

Naukowcy ciągle pracują nad odnalezieniem efektywnej metody produkcji wodoru. Jednym z rozwiązań jest elektroliza wody, która powoduje jej rozpad na tlen i wodór. To metoda droga i nieefektywna, znacznie lepszym pomysłem okazuje się tworzenie go w reakcji chemicznej. Tymczasem zespół naukowców z Uniwersytetu w Turku z Finlandii zaproponował zupełnie nowatorskie rozwiązanie.

Zauważyli oni, że podwodne glony – algi – są w stanie produkować w procesie fotosyntezy wodór zamiast tlenu, jeżeli zostaną pozostawione w warunkach beztlenowych. Oznaczałoby to, że wystarczy wystawić kolonie tych glonów na światło dzienne, by uzyskać praktycznie darmową „farmę” wodoru.

Image result for algae

Niestety, faza produkcji wodoru trwa tylko kilka sekund. Po serii badań okazało się, że powodem takiego działania jest specyficzny enzym – hydrogenaza. Ma on wiele ról w fizjologii tych glonów, między innymi odpowiada za produkcję wodoru zamiast tlenu. Związek rozpada się pod wpływem światła, ustępując miejsca mechanizmom wytwarzającym tlen.

Rozwiązaniem okazało się zmienienie stałego dopływu światła na serię świetlnych impulsów, przeplatanych okresami ciemności. W ten sposób fotosynteza zostaje podtrzymana, a enzym odpowiedzialny za produkcję wodoru nie rozpada się.

Jeden z naukowców pracujących nad projektem, Allahverdiyeva-Rinne twierdzi, że odkrycie pozwoli na tworzenie „faktorii wodoru”, które nie dość, że będą budować materię organiczną w procesie fotosyntezy i akumulować dwutlenek węgla, to jeszcze dostarczą w sposób prosty odnawialnego paliwa. To wręcz odnawialne, biologiczne ogniwa paliwowe, które do funkcjonowania potrzebują tylko wody i odpowiedniej stymulacji światłem.

Rozwiązanie może okazać się jeszcze efektywniejsze, jeżeli uda się kreatywnie wykorzystać powstałe algi. Już dawno temu pojawiły się pomysły ich przetworzenie na żywność dla ludzi i zwierząt. Ewentualnie mogą zostać też osuszone i spalone jako biomasa.

Źródło: Science Daily

 

Maciej Janiszkiewicz

Redaktor GLOBEnergia