گروهی از میکروبیولوژیست ها موفق به استفاده از باکتری ها برای ذخیره سازی و آزادسازی کنترل شده هیدروژن شده اند
- نویسنده : Goethe University Frankfurt
گروهی از میکروبیولوژیست ها موفق به استفاده از باکتری ها برای ذخیره سازی و آزادسازی کنترل شده هیدروژن شده اند. این گام مهمی در جستجوی منابع انرژی بدون کربن به منظور حفاظت از آب و هوا است.
تیمی از میکروبیولوژیستها از دانشگاه گوته فرانکفورت موفق به استفاده از باکتریها برای ذخیرهسازی و آزادسازی کنترلشده هیدروژن شدهاند. این گام مهمی در جستجوی منابع انرژی بدون کربن به منظور حفاظت از آب و هوا است.
مبارزه با تغییرات آب و هوایی، جستجو برای منابع انرژی بدون کربن را به طور فزاینده ای ضروری می کند. هیدروژن سبز که از آب با کمک انرژی های تجدیدپذیر مانند باد یا انرژی خورشیدی تولید می شود، یکی از راه حل هایی است که امیدها به آن بسته شده است. با این حال، حمل و نقل و ذخیره سازی گاز بسیار انفجاری دشوار است و محققان در سراسر جهان به دنبال راه حل های شیمیایی و بیولوژیکی هستند. تیمی از میکروبیولوژیستها از دانشگاه گوته فرانکفورت، آنزیمی را در باکتریها یافتهاند که در غیاب هوا زندگی میکنند و هیدروژن را مستقیماً به CO2 متصل میکنند و از این طریق اسید فرمیک تولید میکنند.
این فرآیند کاملاً برگشت پذیر است - یک نیاز اساسی برای ذخیره سازی هیدروژن. این باکتریهای استوژن که به عنوان مثال در اعماق دریا یافت میشوند، از دی اکسید کربن تغذیه میکنند که با کمک هیدروژن به اسید فرمیک تبدیل میشوند. با این حال، به طور معمول، این اسید فرمیک فقط یک محصول واسطه متابولیسم آنها است و بیشتر به اسید استیک و اتانول هضم می شود. اما تیمی به سرپرستی پروفسور فولکر مولر، رئیس بخش میکروبیولوژی مولکولی و انرژی زیستی، باکتری ها را به گونه ای تطبیق داده اند که نه تنها می توان این فرآیند را در مرحله اسید فرمیک متوقف کرد، بلکه آن را نیز معکوس کرد. اصل اساسی قبلاً از سال 2013 به ثبت رسیده است.
"نرخ های اندازه گیری شده کاهش CO2
نرخهای اندازهگیری شده کاهش CO2 به اسید فرمیک و برگشت آن بالاترین اندازهگیری شده است و چندین برابر بیشتر از سایر کاتالیزورهای بیولوژیکی یا شیمیایی است؛ علاوه بر این، و برخلاف کاتالیزورهای شیمیایی، باکتریها به فلزات کمیاب یا شرایط شدید برای واکنش نیاز ندارند. مولر گزارش می دهد، مانند دمای بالا و فشار بالا، اما در عوض کار را در دمای 30 درجه سانتی گراد و فشار معمولی انجام دهید. این گروه اکنون موفقیت جدیدی برای گزارش دارد: توسعه یک باتری زیستی برای ذخیره هیدروژن با کمک همان باکتری.
برای ذخیرهسازی هیدروژن شهری یا خانگی، سیستمی مطلوب است که باکتریها ابتدا هیدروژن را ذخیره کرده و سپس دوباره آن را در یک بیورآکتور و تا حد امکان پایدار در یک دوره زمانی طولانی آزاد کنند. فابیان شوارتز که تز دکترای خود را در مورد این موضوع در آزمایشگاه پروفسور مولر نوشته است، موفق به ایجاد چنین بیوراکتوری شده است. او به مدت هشت ساعت به باکتری ها هیدروژن داد و سپس آنها را در یک فاز 16 ساعته در طول شب تحت رژیم غذایی هیدروژن قرار داد. سپس باکتری ها دوباره تمام هیدروژن را آزاد کردند. از بین بردن تشکیل ناخواسته اسید استیک با کمک فرآیندهای مهندسی ژنتیک امکان پذیر بود. فابیان شوارتز، که از اینکه این اثر برای چاپ در Joule، مجله ای برای مهندسی شیمی و فرآیندهای فیزیکی، پذیرفته شده است، توضیح می دهد: "سیستم حداقل به مدت دو هفته به شدت پایدار بود." شوارتز میگوید: «اینکه زیستشناسان در این مجله مهم منتشر میکنند تا حدودی غیرعادی است.
فولکر مولر قبلاً در پایان نامه دکترای خود به بررسی خواص این باکتری های خاص پرداخته بود - و سال های زیادی را صرف انجام تحقیقات اساسی در مورد آنها کرد. او توضیح می دهد: "من علاقه مند بودم که این اولین موجودات چگونه فرآیندهای زندگی خود را سازماندهی کردند و چگونه توانستند در غیاب هوا با گازهای ساده مانند هیدروژن و دی اکسید کربن رشد کنند." در نتیجه تغییرات اقلیمی، تحقیقات او بعد کاربردی و جدید یافته است. او میگوید که برای بسیاری از مهندسان شگفتآور است، زیستشناسی میتواند به هر طریقی راهحلهای عملی تولید کند.
شبکه های اجتماعی شیمیایی پیام
برای ما پیام بفرستید
لطفا راه ارتباط ما با خودتان را در پیامتان مشخص کنید