Az ELKH Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) munkatársai hidrogéntermelő zöldalgák felhasználásával egy új, trendváltó eljárást dolgoztak ki a hidrogén fenntartható bioipari előállításának céljával.
Mint az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) csütörtöki közleményében olvasható, a zöldalgák hidrogéntermelésének hatékonyságát és fenntarthatóságát érintő kutatások terén jelentős előrelépések történtek az elmúlt időszakban. Az SZBK Lendület Molekuláris Fotobioenergetikai Csoportja Tóth Szilvia vezetésével egy, a korábbi módszereknél jóval hatékonyabb és fenntarthatóbb új, trendváltó eljárást dolgozott ki, amely egyszerűsége miatt az ipari méretekben történő hasznosítás szempontjából is ígéretesnek mutatkozik.
A közlemény szerint a legújabb fejlesztések 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 hidrogéngázt állítanak elő, több napon keresztül.
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 hidrogéntermelésre alkalmas fotobioreaktor tervezése, illetve a prototípus megépítése.
A kutatócsoport legfrissebb eredményeit bemutató tanulmány a Bioresource Technology című biotechnológiai folyóiratban jelent meg.
A karbonsemleges, illetve körkörös gazdaságra való átállás az utóbbi években az európai gazdasági térség egyik fő stratégiai irányzatává vált. A nettó szén-dioxid kibocsátás nélküli gazdaság megvalósításának központi eleme a hidrogén energiaforrásként történő felhasználása. A hidrogén előállítása manapság jórészt földgázból történik, ami óriási széndioxid-szennyezéssel jár. A jövőben várhatóan a nap- és a szélerőművek által feleslegben megtermelt energia elektrolízissel történő vízbontással hidrogén formájában tárolhatóvá válik.
Hidrogéngáz 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 eddig csak jelentős sejtkárosodás mellett volt megoldható.