agrarszektor.hu • 2021. június 1. 15:55
Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) Lendület Molekuláris Fotobioenergetikai Csoportja Tóth Szilvia vezetésével hidrogéntermelő zöldalgák felhasználásával egy új, trendváltó eljárást dolgozott ki a hidrogén fenntartható bioipari előállításának céljával. A friss eredményeket bemutató tanulmány a Bioresource Technology folyóiratban jelent meg.
A hidrogén előállítása manapság jórészt földgázból történik, ami természetszerűleg óriási CO2-szennyezéssel jár. A jövőben várhatóan a nap- és a szélerőművek által feleslegben megtermelt energia elektrolízissel történő vízbontással hidrogén formájában tárolhatóvá válik. Hidrogéngáz azonban közvetlenül a napfény energiájának a felhasználásával is előállítható - írta meg a Qubit.
A zöldalgák a fotoszintézis melléktermékeként hidrogént képesek termelni, a kloroplasztiszban található hidrogenáz enzimeik segítségével. A zöldalgák hidrogenázai rendkívül hatékonyak, azonban a fotoszintézis során termelt oxigénre érzékenyek, ezért a természetben a hidrogéntermelés folyamata mindössze pár percig tart. E sajátosság igen nagy akadályt jelentett a biohidrogén-termelés gazdasági hasznosítását illetően. Az elmúlt körülbelül 30 évben számos módszerrel igyekeztek a kutatók a hidrogéntermelés folyamatát meghosszabbítani, azonban ez csak jelentős sejtkárosodás mellett volt megoldható.
A magyar kutatók a korábbi módszereknél jóval hatékonyabb és fenntarthatóbb új, trendváltó eljárást dolgoztak, amely egyszerűsége miatt az ipari méretekben is ígéretes. A fejlesztés lényege, hogy vékony rétegű, de igen nagy töménységű algakultúrát helyeznek el egy erre alkalmas fotobioreaktorban. A kultúrát néhány óráig sötétben tartják, hogy hidrogéntermelést végző enzimek képződjenek, majd fénynek teszik ki. Ezt követően az algák vízből több napon keresztül hidrogéngázt állítanak elő.
Bioipari szempontból fontos, hogy a hidrogéntermelés a napfény intenzitásán is fenntartható anélkül, hogy az algakultúrák jelentős károsodást szenvednének. Az új eljárással a hozamot az eddigi módszerekhez képest körülbelül a tízszeresére sikerült emelni. Bizonyos fotoszintetikus mutánsok esetében a hidrogéntermelés folyamata még stabilabb, a hozam pedig jelentősen magasabb. Melléktermékként jól hasznosítható biomassza képződik, és az algák a növekedési fázisukban szén-dioxidot hasznosítanak. A kutatók célja a hozam további fokozása, valamint egy szabadföldi H2-termelésre alkalmas fotobioreaktor tervezése, illetve a prototípus megépítése.
(Címlapkép forrása: Szegedi Biológiai Kutatóközpont)