Найден необычный способ производства чистого топлива из солнечного света: как работает
Исследователи модифицировали бактерии таким образом, чтобы они накапливали электроны, протоны и ключевой фермент для производства водорода.
Исследователи Оксфордского университета достигли значительного прогресса в области производства экологически чистого водорода. Об этом пишет Interesting Engineering.
Их инновационный подход заключается в использовании биоинженерных бактерий, называемых "водородными нанореакторами", для создания водородного топлива из воды и солнечного света.
Зеленый водород производится путем расщепления молекул воды с использованием возобновляемых источников энергии. Этот процесс считается экологически чистым, поскольку не генерирует никаких выбросов углекислого газа. Однако современное промышленное производство водорода в значительной степени зависит от ископаемого топлива, генерируя примерно 11,5–13,6 кг выбросов CO2 на килограмм произведенного водорода.
Ученые генетически модифицировали вид бактерий Shewanella oneidensis, чтобы улучшить его способность вырабатывать водород. Они буквально сконструировали бактерии для концентрации электронов, протонов и важного фермента, называемого гидрогеназой, в определенном отсеке клетки. Этот отсек, известный как периплазматическое пространство, расположен между внутренней и внешней мембранами бактерий. Сконцентрировав эти компоненты в ограниченном пространстве, исследователи смогли повысить эффективность производства водорода.
Для дальнейшего улучшения процесса команда внедрила в бактерии активируемый светом электронный насос. Этот насос использует солнечный свет для перемещения протонов в периплазматическое пространство, обеспечивая необходимые ингредиенты для производства водорода. Эти модификации привели к десятикратному увеличению выхода водорода по сравнению с немодифицированными бактериями.
Исследователи полагают, что эту систему можно масштабировать для создания "искусственных листьев", покрытых искусственно созданными бактериями. Затем эти листья можно было бы использовать для получения водорода из солнечного света в больших масштабах.
Этот прорыв может значительно снизить стоимость производства зеленого водорода, сделав его более жизнеспособной альтернативой ископаемому топливу. Использование биоинженерных бактерий предлагает устойчивый и экологически безопасный подход к производству чистой энергии.
Напомним, группа исследователей из Южной Кореи усовершенствовала важный компонент биоэлектрохимической ячейки, обеспечив более эффективное производство водорода из микроорганизмов, обнаруженных в отходах.