Mikroreaktory v podobě živých kapiček vyrábějí vodík pro energetiku  
Vodík by chtěl pro energetiku každý. Jen ho přijatelným způsobem vyrábět ve velkém. Nová technologie kapičkových mikroreaktorů se živými řasami a bakteriemi nabízí výrobu vodíku za běžných podmínek. Vývoj je sice na počátku, podobné fotobiologické technologie ale mají slušný potenciál.
Živá kapka pro výrobu vodíku. Kredit: Xin Huang, Harbin Institute of Technology.
Živá kapka pro výrobu vodíku. Kredit: Xin Huang, Harbin Institute of Technology.

Vodík má sice některé mouchy explozivní povahy, ale jinak je to slibný zdroj energie pro klimaticky neutrální ekonomiku. Jeho využití by mohlo být velmi široké. Hlavní překážkou je v dnešní době výroba samotného vodíku, která bývá náročná na energii a tím i nákladná. Proto jsou velmi vítané „zelené“ alternativy výroby vodíku, které by mohly změnit pravidla hry.

 

Stephen Mann. Kredit: University of Bristol.
Stephen Mann. Kredit: University of Bristol.

Tým britských a čínských odborníků vytvořil pozoruhodnou technologii, která využívá mikroreaktory v podobě kapiček plných mikroorganismů. Když jsou tyto kapičky vystaveny slunečnímu svitu a vzduchu, tak namísto obvyklého kyslíku produkují vodík. Kapičky jsou tvořené polysacharidem dextranem v kapalném polymeru PEG (anglicky pěkně „dextran-in-PEG micro-droplets“).

 

V každé kapičce o průměrné velikosti 170 mikrometrů je polapeno asi tak deset tisíc jednobuněčných zelených řas chlorell, které jsou k sobě natěsnané pomocí mechanismu osmotické komprese.

 

Chlorella vulgaris. Kredit: NEON_ja / Wikimedia Commons.
Chlorella vulgaris. Kredit: NEON_ja / Wikimedia Commons.

Chlorelly obvykle praktikují normální fotosyntézu, při které vzniká jako odpad kyslík. Pokud se ale octnou v prostředí s nízkým obsahem kyslíku, tak přepnou na hydrogenázy. S pomocí těchto enzymů dovedou ze svých fotosyntetických metabolických drah vytěžit vodík.

 

Schéma struktury živých kapek a jejich duální funkce je ke stažení zde: Xu et al. Nature Communications, 2020.
Schéma struktury živých kapek a jejich duální funkce je ke stažení zde: Xu et al. Nature Communications, 2020.

Mikroreaktory fungují tak, že chlorelly natlačené do středu kapičky přepínají na vodík. Aby Stephen Mann z britské University of Bristol a jeho kolegové ještě dále zvýšili produkci vodíku, obalili povrch svých živých kapiček vrstvou klasických bakterií E. coli. Bakterie na povrchu kapičky spotřebovávají kyslík, což nutí větší množství chlorell, aby přepnuli na produkci vodíku.

 

Vývoj živých mikrokapiček pro vodíkovou energetiku je teprve v počátcích. Je to ale významný krok směrem k fotobiologické „zelené“ energii vyráběné za běžných podmínek. Mann je přesvědčený, že jednoduché kapičky společně se šikovnými fotosyntetickými organismy představují velmi zajímavou platformu pro výrobu vodíku, který bude šetrná k životnímu prostředí. Tuto technologii by mělo být možné využívat v průmyslovém měřítku a také ji přizpůsobit pro výrobu dalších zajímavých produktů.

 

 

Literatura

University of Bristol 25. 11. 2020.

Nature Communications 11: 5985.

Datum: 28.11.2020
Tisk článku

Související články:

Nanobiogenerátor vodíku s bakteriální světelnou pumpou     Autor: Stanislav Mihulka (11.10.2014)
Hybridní systém z pevného materiálu vytěží z vody více vodíku     Autor: Stanislav Mihulka (01.01.2018)
Nová technologie vyrobí vodík z běžné mořské vody se solární energií     Autor: Stanislav Mihulka (20.03.2019)
Hacknutá sinice vyrábí fotosyntézou spoustu vodíku     Autor: Stanislav Mihulka (12.05.2020)



Diskuze:

Klasický případ,

Jiří Kouřil,2020-11-30 22:17:41

jak "užitečně" se využívají různé granty. Na vymýšlení zcela neužitečných věcí.V tomto případě jak co nejsložitěji a nejdráže řešit vyřešenou a levnou věc. A ten članek, ten je jak z populárně "vědeckého" časopisu pro děti od současného pisálka. Jak vidět, mizerná úroveň žurnalistiky se projevuje všude ve světě a je to zřejmě podporované. Toto není pokrok, to je plýtvání prostředky, které lidstvu nic pozitivního nepřinese.

Odpovědět

Mouchy

Josef Šoltes,2020-11-30 09:12:22

Ty mouchy fyzikální povahy u vodíku jsou spíš pěkné masařky. A musím říct, že nechápu, proč se tu neustále řeší výroba vodíku, jako by to bylo něco, co není dávno zvládnuté. Elektrolýza je dnes proces s velmi vysokou efektivitou. Výroba vodíku totiž vůbec není problém. Problém je, že i když vyrobíte vodík prakticky zdarma, stále budou ostatní náklady na jeho další zpracování, stlačování, ochlazování a tankování tak vysoké, že se vyplatí jezdit na zdaněnou naftu. A to je věc, která není snadno technicky řešitelná a navíc je velmi nebezpečná, protože v případě banální závady reálně hrozí silný výbuch.

Odpovědět


Re: Mouchy

Jan Novák9,2020-11-30 16:00:22

Vůbec nemám strach že by zrovna tento proces byl použitelný. Ale obecně vodík by se hodil k výrobě metanu nebo tekutého paliva. Asi nejlepší způsob jak uložit energii na zimu. I kdyby konečná efektivita byla jen 10% pořád je to víc než 1 procento u biomasy.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace