Учені виявили мікроорганізм, що дозволяє отримувати дешевий водень

Вчені виявили морський мікроорганізм, здатний виробляти водень як побічний продукт своєї життєдіяльності, що може бути використано для отримання дешевого палива для водневої енергетики. Про це повідомляється в статті дослідників, опублікованій в журналі Nature Communications. Ключовою особливістю мікроорганізму є здатність виробляти водень у присутності кисню в газовому середовищі. Не дивлячись на те, що учені вже давно вивчають можливість отримання водню біогенним шляхом за допомогою мікроорганізмів, усі вивчені досі живі системи вимагали для цих цілей атмосфери, позбавленої кисню. Такі умови вироблення водню – занадто дорогі для комерціалізації.

Ціанобактерія Cyanothece 51142, що є компонентом фітопланктону, яка мешкає у верхніх шарах вод світового океану, уперше була виявлена в 1993 році біля техаського узбережжя в США. Групі вчених під керівництвом Хімадрі Пакрасі (Himadri Pakrasi) з Вашингтонського університету в Сент-Луісі вдалося продемонструвати, що цей мікроорганізм має два режими роботи – денний і нічний, в ході якого і відбувається вироблення водню.

Вдень Cyanothece 51142, як і усі інші фотосинтетичні організми, займається поглинанням СО2 і виробленням енергії під дією сонячного світла, запасаючи її у формі вуглеводу глікогену. У нічний же час доби ця бактерія використовує запасену енергію для фіксації атмосферного азоту, внаслідок чого і виділяться водень.

Звичайна наявність кисню в якій або формі згубно діє на фермент нитрогеназу (ключовий елемент клітинного механізму по фіксації азоту), проте у разі Cyanothece 51142 увесь клітинний кисень використовується для вироблення енергії.

Як показали учені, порушення 12-годинного циклу зміни світлого і темного часу доби, в якому бактерії або займаються фотосинтезом, або фіксують атмосферний азот з виділенням водню, дозволило підвищити вихід Н2. Так, при безперервним 48-годинному освітленні лабораторних посудин, що містять бактерії, мікроорганізми навчилися підлаштовувати свій фотосинтетичний цикл під цикл поглинання азоту навіть в

умовах яскравої освітленості, що призводило до зростання вироблення водню.

Згідно з розрахунками учених, один літр водного середовища, що містить ці бактерії, дозволяє отримати майже один літр водню за 48 годин.