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.

Karbonsemleges előállítás

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. 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.

Algalemez

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.

Korábbi kapcsolódó cikkeink:

Ez lesz az év 10 legfontosabb technológiája az MIT Technology Review szerint

Bodnár Zsolt TECH 2021. február 24.

Karikó Katalin és az mRNS-vakcinák idén mindent visznek, de a szaklap szerint a zöld hidrogén, a TikTok algoritmusa, az egyre emberiesedő AI és a hiperpontos GPS is ott van 2021 áttörő technológiái között.

Hidrogén üzemanyagot termelő, élő gyárat alkottak tudósok

Qubit.hu tudomány 2020. november 26.

A nemzetközi kutatócsoport cukros vízcseppekbe zsúfolt algákkal kreált olyan mini biogyárakat, amelyek a tiszta energiaforrásként használható hidrogént állítottak elő. Az is kiderült, hogy a fotoszintézis milyen rugalmas folyamat.

Megérkeztek az első hidrogénhajtású kamionok

Bodnár Zsolt TECH 2020. október 7.

Először Svájcban kerülnek az utakra a Hyundai üzemanyagcellás teherautói, amelyeknek szinte zéró a károsanyag-kibocsátása, és sokkal gyorsabban lehet megtankolni őket, mint amennyi idő alatt egy akkumulátoros autó újra feltöltődik.