Wodór jako paliwo przyszłości? Naukowcy opracowali metodę, która może przyspieszyć produkcję paliwa wodorowego

Jak wiemy wodór jest obiecującym, czystym i wolnym od węgla paliwem. Może być produkowany przez najróżniejsze mikroorganizmy jako produkt uboczny procesu fotosyntezy. Jednym z przykładów takich mikroorganizmów są glony. Czemu zatem wodór  nie zastąpił jeszcze bieżących nośników energii?

Podstawowym warunkiem jest opracowanie taniej, wydajnej i szybkiej metody produkcji wodoru. Zatem w czym problem? „Algi tak naprawdę nie są zainteresowane tym, by produkować wodór, one chcą wytwarzać tylko cukier” – powiedział Iftach Yacoby z MIT (Massachusetts Institute of Technology). Jak wiadomo cukier, to jest to, czego algi potrzebują, by przetrwać, a wodór jest tylko produktem ubocznym. Jednak naukowcy znaleźli wyjście z tej sytuacji.

Shuguang Zhang, dyrektor Centrum Inżynierii Biomedycznej MIT oraz dr Iftach Yacoby i Sergii Pochekailov wraz z kolegami z Uniwersytetu w Tel Awiwie oraz z Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej w Kolorado, znaleźli sposób na wykorzystanie bioinżynierii protein, tak by rośliny produkowały więcej wodoru. Wyniki zostały opublikowane na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Rozwiązaniem problemu jest wprowadzenie do środowiska bytowania alg zmodyfikowanego enzymu, który sprawi, że rośliny przystopują z produkcją cukru, a skupią się na wytwarzaniu wodoru. „Dodanie specjalnego enzymu powoduje, że produkcja wodoru skacze aż o 400 proc. Natomiast produkcja cukru jest zahamowana, ale nie wyeliminowana” – powiedział dr Yacoby. „Gdyby algi w zupełności przestały produkować cukier, to by po prostu umierały z głodu” – dodaje naukowiec. Badania te po raz pierwszy pokazują, jak te dwa procesy konkurują ze sobą. Jednocześnie udowadniają, że konkurencja ta może być w warunkach laboratoryjnych zmieniona na korzyść np. wodoru.

Ostatecznie taki system może być stosowany do wytwarzania wodoru na dużą skalę przy użyciu wody i światła słonecznego. Wodór mógłby zostać bezpośrednio wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej w ogniwach paliwowych lub do zasilania samochodów. W dłuższej perspektywie „jedynym sposobem wyprodukowania energii odnawialnej jest wykorzystanie słońca, (albo) przy produkcji energii elektrycznej albo w reakcjach biochemicznych do produkcji wodoru” – powiedział Yacoby. „Uważam, że nie ma jednego rozwiązania” – dodał – „ale istnieje wiele metod, które zależą od położenia i zastosowania końcowego.”

Według naukowców metody te są na tyle obiecujące, że mogłyby rozwiązać problemy energetyczne nie tylko w krajach uprzemysłowionych, ale także w rozwijających się. Bo tak naprawdę algi mogą żyć i rozwijać się wszędzie. Wprawdzie wymagają dużo światła, ale nie potrzebują wiele wody – dlatego hodowlę można prowadzić np. na pustyni. Rosną w słonej wodzie, słodkiej, a nawet w wodzie zanieczyszczonej. Według naukowca dodatkowym atutem jest to, że w procesie produkcji przez algi wodoru nie powstają żadne substancje toksyczne.

Mimo sukcesów, naukowcy Zhang i Yacoby cały czas pracują nad zwiększeniem efektywności produkcji wodoru.  „Jesteśmy już o krok bliżej do produkcji przemysłowej” – powiedział Zhang. „Przede wszystkim wiemy już jak to się odbywa od strony naukowej, reszta to kwestia czasu i oczywiście pieniędzy” – dodał.