Nagyüzemi hidrogéntermelés, zöldalgákkal
Magyar kutatók forradalmi módszerrel termeltetnének zöldalgákkal ipari mennyiségű hidrogént.
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. 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.
