Držíme v rukou klíč k „vodíkové“ dopravě?  
Starobylý organismus izolovaný ze zhroucené sopky by se mohl stát klíčem k řešení dopravy budoucnosti. Vědci zkoumají, jak využít procesu fungujícího u miliardy let starých organismů k výrobě vodíku.


Zvětšit obrázek
Tak nějak si v současnosti představujeme vývojový strom Archaeí nakolik se změní po sekvenování se zatím můžeme jen domnívat.

Zvětšit obrázek
Elizaveta Alexandrovna Bonč-Osmolovskaja: „Zatímco čtyři nejbližší příbuzní těchto prastarých organismů ani nerozkládají celulózu, ani nevyrábí vodík, Desulfurococcus. fermentans dovede obojí.“Ostatní „příbuzní“ získávají energii pro svůj život tím, že redukují síru na sirovodík.“

Všechno začalo tím, že Elizaveta Alexandrovna Bonč-Osmolovskaja a její kolegové z mikrobiologického ústavu Ruské akademie věd objevili na poloostrově plném sopek – Kamčatce – vzácná archaea z kmene Crenarchaeota. Na tom by ještě nebylo nic až tak zvláštního, mikrobiologie občas s podobnými objevy přichází. Zvláštní bylo životní prostředí, ve kterém se tato podivná archaea vyskytovala: byla objevena v kaldeře Uzon zaplavené vodou, ale pokud byste do této vody ponořili ruku, asi byste pěkně rychle ucukli – měla místy přes 80 °C. Tím ale zvláštnosti nově objeveného organismu nekončí. Ještě neobvyklejší je jeho metabolismus, který dokáže doslova „rozcupovat“ obrovské molekuly celulózy na kousky a přitom „vydechovat“ vodík. Tento mikroorganismus se vědecky nazývá Desulfurococcus fermentans. A žije z toho, že degraduje celulózu z rostlinných těl, které napadaly do horké vody kaldery.


Když členové Ruské akademie věd objevili a popsali vlastnosti vzácných mikroorganismů rozkládajících celulózu a produkujících vodík, napadlo Biswarupa Mukhopadhyaye, odborného asistenta při Virginia Bioinformatics Institute na Virginia Tech, zda by se jejich vlastností nedalo nějak využít. Viděl v tom jasnou příležitost vedoucí k vývoji technologie výroby vodíku z celulózy při vysoké teplotě. „Vodík by pak mohl být snadno přeměněn na elektrickou nebo mechanickou energii bez jakékoliv produkce oxidu uhličitého,“ řekl Mukhopadhyay, jehož laboratoř se specializuje na výzkum hypertermofilických archaeí.


Tato hypertermofilická archaea rostou nejlépe při teplotě 80 až 82 stupňů Celsia. „Schopnost fungovat při takových vysokých teplotách má dvě zásadní výhody – jednak probíhají všechny rozkladné pochody rychleji a navíc archea produkující vodík nebudou mít v bioreaktoru prakticky žádnou konkurenci. Většina mikroorganismů takové prostředí nevydrží,“ řekl Mukhopadhyay.

Zvětšit obrázek
Geotermálně značně aktivní oblast kaldery Uzon na Kamčatce je domovem vodík produkujícího archaea Desulfurococcus fermentans. (Foto: Elizaveta Alexandrovna Bonč-Osmolovskaja z Ruské akademie věd)

Na konferenci „Thermophiles 2007“ v norském Bergenu projednával Mukhopadhyay spolupráci s Bonč-Osmolovskou, Haruyukim Atomi z Kyoto University a Toddem Lowe z University of California v Santa Cruz. Spolupráci nabízí také Venkat Gopalan z Ohio State University a Nikosem Kyrpidesem a Iain Anderson z US Department of Energy Joint Genome Institute (JGI).

Biswarup Mukhopadhyay: „Protože vodík blokuje růst většiny fermentujících archaeí, tak jej produkují jen velmi vzácně. Ale D. fermentans nemá s vodíkem potíže. A my chceme zjistit proč tomu tak je. Jedním z možných způsobů jak to zjistit, je porovnání genomů D. fermentans a jeho příbuzných, u nichž tato zvláštní schopnost není vyvinuta.“


Mukhopadhyayova laboratoř již začala fyziologické studie u D. fermentans. Poskytly některé informace o růstu a kinetice výroby vodíku na celulózových a škrobových substrátech. Nyní by mělo nastoupit čtení genomů D. fermentans a dvou jeho blízkých příbuzných. Čtení bude financováno z programu Joint Genome Institute’s Community Sequencing Program. Sekvenovány budou i genomy dalších organismů potenciálně využitelných v biotechnologiích dotýkajících se energetiky. Organismy k analýze v rámci tohoto programu jsou vybírány z návrhů vědeckých týmů podle stupně zájmu vědecké obce a podle posouzení možnosti rychlého využití získaných výsledků. O perspektivnosti výzkumu na zmíněných archeích svědčí také to, že Joint Genome Institute projekt zaměřený na hypertermofily (A Comparative Genomics Investigation on Hydrogen Production from Cellulosic Materials and Starch by a Hyperthermophilic Archaeon), schválil již v polovině června.

Joint Genome Institute již zkoumal některé z příbuzných D. fermentans. Šlo o síru redukující organismy a o snahu vyplnit znalostní mezery v Genomické encyklopedii bakterií a archaeí (GEBA).
„Až budeme mít genomovou informaci o D. fermentans, která rozkládá celulózu a vyrábí vodík a informace o třech jeho blízkých příbuzných, které tyto žádoucí vlastnosti nemají, posune nás to jak v poznání mikrobiálního rozkladu celulózy, tak v možnostech produkce vodíku vpřed,“ řekl Mukhopadhyay.

Jedno z horkých vřídel s výskytem perspektivního mikroorganismu.

Zdroj: Virginia Tech, http://jgi.doe.gov/.

Autor: Ota Beran
Datum: 11.07.2008 03:16
Tisk článku

Energie bez konce - Vynálezy, koncepty, řešení - von Rétyi Andreas
 
 
cena původní: 279 Kč
cena: 234 Kč
Energie bez konce - Vynálezy, koncepty, řešení
von Rétyi Andreas
Související články:

Nový způsob získávání vodíku z vody by měl nahradit v autech benzín     Autor: Josef Pazdera (20.05.2007)



Diskuze:

Blbost

Rozumný Občan,2008-07-11 12:59:52

Kde se vezme tolik celulózy?
A bez CO2? To ty bakterie produkujou tuhu a vydechujou vodík a kyslík?

Odpovědět


uochab

Jiri Hlavsa,2008-07-12 03:40:08

Všimlijste si kolik svých příspěvků začíná pan Rozumný občan slovem "Blbost(!)" ?
Prohlašuje za blbost výsledky týmu ze Salkova ústavu, stejně tak lidiček z Cambridge, rozumí paleontologii, fyziologii, fyzice i biotechnologiím. To musí být hlavička. Ne nadarmo si daltakovou přezdívku. Škoda, že je natolik skromný, že zůstává v anonymitě. Takoví velikáni by neměli zapadnout.

Odpovědět


Proboha prolistuj si nějaká skripta chemie,

JirkaF,2008-07-12 22:01:19

a přestaň všechny otravovat svými neznalostmi. Nikoho to nezajímá, ty jeden "rozumnej"!

Odpovědět


Příspěvky obsahující vulgární výrazy jsou mazány!

Admin,2008-07-13 20:36:29

Odpovědět

otázka

robert,2008-07-11 12:24:15

Vedel by niekto vysvetliť, aké látky ostanú z celulózy (C6H10O5) po „vydýchnutí“ toho vodíka? CO2 + nejaký ten čistý grafit? Alebo nebodaj čisté O2 a niekoľko zrniek diamantov :-) ?
Je táto reakcia exotermická, alebo endotermická? Koľko energie bude treba dodávať na to ohriatie celulózy, aby to vôbec fungovalo?
Ináč, na prvý pohľad to vyzerá sľubne.

Odpovědět


re: otazka

Mti.,2008-07-11 13:48:29

Maloco "pusti" vodik jen tak. :-) Ano, staci kousek hliniku pokapat rtuti a "samo" to bude rozkladat vodu. Teda - az do sezrani hliniku. A pokud mate hlinik zdarma(!) je to taky vodik skoro zdarma (rtut rekneme zbyde). Hlinik levnej nez elektrolyzou neziskate - tj. vodik takto ziskany je taky drahy.

Pocitam, ze uz tech 80 stupnu bude docela tucny vstup energie. (vystaci slunko?) Navic necekam, ze by se milym archeim (jaxetouzarkasklonuje?) podarilo vyrazit vsechen vodik z celulozy, navic biomasa neni jen celuloza. O odpad tedy nebude nouze. Na druhou stranu pri te teplote uz bude vodik zdrhat sam, takze se "treba" zjednodusi destilace, narozdil treba od lihu.

Odpovědět


Našel jsem

karbet,2008-07-11 14:14:37

stránky http://www.hytep.cz/?loc=article&id=17
je tam i vodíková fermentace

Odpovědět


2Mti.

mata,2008-07-11 21:39:07

ten vodik je jen palivo, este tam musi bejt nejakej motor co bude ten vodik zpracovavat a produkovat pravdepodobne vodu a nejaky to teplo. takze jako prvni nastrel bych tu vodu zkousel na 80 stupnu zahrejvat primo pohonou jednotkou.

Odpovědět


mata

Rozumný Občan,2008-07-12 00:54:28

No vodík se bude vyrábět na palivo, tedy ho žádnej motor zpracovávat nebude.

Odpovědět


2Rozumny Obcan

mata,2008-07-12 07:16:33

hm, omlouvam se, ja myslel ze tu jde o dopravu. tak jsem usuzoval, ze tam motor - tedy neco co bude vytvaret tocivy moment - byt musi. pokud se bavime o tom ze bude vyroba paliva (vodiku) oddelena od jeho spotreby v nejake rafinerii, tak mi diskuze k udrzovani teploty na 80ti stupnich prijde trochu bezpredmetna :)

Odpovědět

Má význam

karbet,2008-07-11 09:14:57

místo bioplynu vyrábět vodík ? Princip je stejný, s bioplynem se "pracuje" o něco bezpečněj... Jedině, že by výroba vodíku místo bioplynu byla ekonomicky a energeticky výhodnější. A i ekologická výhoda by se mohla najít - pokud se veškerý C vrátí do svého koloběhu ( do půdy, ale třeba i jako krmivo, nevím, co dál vzniká mimo vodíku ), nebude se zvyšovat množství CO2 v atmosféře na úkor humusu jako je tomu při spalování fytomasy či bioplynu. Takže - těším se na další vývoj zkoumání.

Odpovědět

Jenom takový malinký dotaz

MGM,2008-07-11 09:05:40

Za kolik by byl litr vodíku, nebo ještě lépe, na kolik by přišel kilometr ve Fabii s vodíkovým pohonem z tohoto zdroje?

Odpovědět


Řekl bych že porcujete medvěda co běhá po lese.

Duke,2008-07-11 09:33:33

Vědci ještě nemají fermentor a vy zas tu Fábii. Takže se mi vaše otázka zdá být mírně řečeno předčasnou.

Odpovědět


Někde jsem četl...

Bikkhu,2008-07-11 10:22:35

Že asi od 100/l, tj. asi 120Kč s daní. Jenomže to pro současnou cenu vodíku který se vyrábí z ropy relativně levně a je ho dost. A bez nákladů na zajištění bezpečnosti. Já bych řekl tak 200kč/l, s tím, že když natankujete plnou a týden nikam nejedete, tak vám vodík uteče (v případě kapalného vodíku).
Jestli má někdo přesnější informace, tak sem s nimi. Vypadá to jako s bioplivy, každý křičí vodík, vodík, ale že by to někdo domýšlel do důsledků tak to ne.

Odpovědět


Já myslím,

karbet,2008-07-11 10:40:06

že se výrobní cena vodíku vyrobeného stejně jako bioplyn bude blížit spíš ceně bioplynu než ceně vodíku z ropy ...

Odpovědět


už tady bylo vícero výroben vodíku popsáno

Jana,2008-07-11 10:57:10

ale zatím to nikdo asi neprovozuje naveliko, ono to také není sranda postavit welikou utěsněnou pixlu na výrobu vodíku, ono to totižto rádo vybuchuje, jak se na to jeden špatně podívá, že :-)

Odpovědět


Zkuste Island...

Leo K,2008-07-11 13:13:51

Tam už se jezdí na vodík ve velkém.

Odpovědět


Vodík není cesta!

Jaruna,2008-07-11 13:42:27

Ccecil to psal, a já Ccecilovi věřím, to je odborník na slovo vzatý...

Odpovědět


Nejen Island, ale i Arnold Schwarzenegger jezdí

Jaruna,2008-07-11 15:26:09

na vodík. Viděla jsem fotku! Když on Ccecil tvrdí, že ne, tak kdoví, co jsem to vlastně viděla...

Odpovědět


to Jaruna

Jirka,2008-07-12 01:59:28

Na co že je Cecil odborník? Teda kromě trapných keců o evoluci a ID?

Odpovědět


To Jaruna

Pavel,2008-07-12 09:27:25

Nevím, co jste četla vy, ale v tomhle s Ccecilem souhlasím. To, že si Arnold koupí jedno auto na vodík ještě neznamená, že problém s nosičem energie pro dopravu je vyřešen a ani to, že vodík je to jediné správné řešení.

Odpovědět


Pavle,

karbet,2008-07-12 14:22:40

a podle Vás pohon někdy bude jednoznačně "vyřešen" ?

Odpovědět


Podle mě nejlepší řešení

Jan M.,2008-07-12 19:03:07

jak nahradit ropu jako pohonnou látku je toto: http://youtube.com/watch?v=cyoKTbxerpQ

Odpovědět


To karbet

Pavel,2008-07-12 19:54:51

Doufám, že se k tomu někdy dopracujeme. Vy ne?

Odpovědět


Pavle já ti tvůj souhlas s Ccecilem neberu,

Jaruna,2008-07-12 22:36:01

ale mám dojem, že jste oba zapomněli, že Arnold není žádný tupý svalnatec, ale guvernér ekonomicky nejsilnějšího státu USA, který vykazuje nejdynamičtější vývoj směrem k alternativním způsobům pohonu automobilů. Takže to není jen o jeho vodíkovém Hummeru a nevidět to dokáže jen totální ignorant.

Odpovědět


re Pavel

karbet,2008-07-13 10:37:47

Myslím, že stejně jak u elektriky tak i u pohonu aut bude vždycky "mix" a z toho vždy v určité době jedna věc převažující. Tím pádem budou pořád existovat dohady, co je lepší. Kdoví, co se ještě vynalezne...

Odpovědět


to karbet

Pavel,2008-07-14 09:35:03

V tom s vámi naprosto souhlasím. Pro vodík je mnoho pro a ještě víc proti a je otázkou, co přinese čas. Co se mi nelíbí je nekritické oslavování jedné diskutabilní cesty a v návaznosti na to zavrhování či bagatelizování jiných možných alternativ jedine proto, že je to momentálně v módě u celebrit. To by byla velmi krátkozraká politika.

Odpovědět


to Jaruna

Karel,2008-07-14 14:01:16

Existuje nějaký rozumné zdůvodnění, proč guvernér, prezident nebo ministr čehokoli v hóódně bohatém státě nemůže být totální hňup..? Osobně Arnolda neznám a třeba je fakt moc chytrý, i když podle mě na to zase tak moc nevypadá.

Odpovědět


re PavelTak zrovna u vodíku

karbet,2008-07-14 15:00:25

bych byl možná spíš o oslavu, ale ne nekritickou

Odpovědět


Re Pavel

karbet,2008-07-14 15:06:26

Omlouvám se, to výše bylo nechtě odentrováno. U vodíku bych byl spíš pro oslavu, ale čeká nás vychytání chyb, takže i kritika je prozatím namístě. Až si jednou v budoucnu budou naši vnuci pomocí vrtulky a solárního kolektoru vyrábět (ale bezpečně!) vodík do palivových článků doma ve sklepě, bude hej. Zatím mám spíš pocit, že čekáme, komu vodík v garáži vybouchne dřív...

Odpovědět


To Jaruna

Ccecil,2008-07-15 09:25:06

Debata se týká i mne, tak se do toho vložím. Víš Jarunko /nebo Jaruno, nevím, jaké oslovení ti lépe vyhovuje, dej vědět, budu se tím řídit/ já tě opravdu nechci urážet. Promiň mi ale, že už jsem nabroušený ze tvých neustálých útoků a výpadů. Nebylo by lepší, kdybychom zakopali válečnou sekeru a chovali se jako dospělí lidé a bavili se spíš o podstatě a nikoliv o formě? Já ti to příměří podruhé navrhuji.

Co se týče Arnolda, tak je to velmi chytrý pán. To že si kupuje auta na alternanitvní pohon má být takový příklad pro ostatní. To považuji za velmi pozitivní. Osobně jsem věděl, že si koupil TESLu. To je to autíčko na akumulátory a je moc pěkné. Jednou jsem v něm dokonce i seděl. To, že si koupil i Hummera na H2 jsem nevěděl a ani jsem to nijak nezpochybňoval, protože pro myšlenku kterou jsem prezentoval to nebylo vůbec podstatné. /jak jsem psal... ikdyby ho měl, tak to není důležité.../ Tím chci říct, že ikdyž mi někdo ukáže jeho fotku s tímto autem, na jádru věci to nic nemění. Vodík je alternativa pohonu. Prozatím drahá, nebezpečná se spoustou proti s drahou technologií. Opravdu se tady s nikým nechci hádat, jestli vodík ano nebo ne. Ani si nemyslím, že otázka stojí takto. Já osobně fandím jakékoliv smysluplné alternativě současného stavu. Že jsem k některým snahám kritický ještě neznamená, že jsem proti nim. Jen si tak nějak uvědomuji více souvislostí a rozhodně nemám na očích růžové brýle.

Pokud se použití vodíku podaří prosadit, naleznou se technologická řešení a bude to ekonomické, jen dobře. Dovolte mi ale můj soukromý názor, že tato cesta je přezevšechno předem odsouzena k nezdaru. Důvody jsem tu už někde psal. Mohu se mýlit a vodík může být za pár let široce rozšířeným palivem. Rozhodně nebudu proto plakat, spíše budu rád. Mohu ale i mít pravdu a pokud se všechny síly a prostředky vrhnou pouze směrem k vodíku, může to nakonec skončit špatně. A věřte mi, že věta "Já jsem to říkal" by byla spíše Pyrhovo vítězství, které by mne netěšilo.

Ostatně paraela je zde s biopalivy. Jejich dotace v konečném důsledku způsobila, že dalších 200 000 000 lidí kleslo pod úroveň chudoby, kdy si nejsou vůbec schopni koupit či vypěstovat potraviny. Podvědomě cítím, že vodík může být obdobně drahá technologie a prosazovat ho stylem "Ať to stojí co to stojí" může být další morovou ranou této planetě uštědřenou právě lidmi, kteří se zaštiťují její ochranou. Mám obavy, aby vodíková alternativa nebyla pouze technologií pro bohaté, prostě jen taková póza.

Takže ještě jednou zopakuji. Rozhodně nejsem proti vodíku jako palivu. Jestli ale bude použitelný je otázka, kterou nám zodpoví až čas. A rozhodně si myslím, že by měly být dotovány i jiné, alternativní výzkumy.

Odpovědět


Karlovi

Jaruna,2008-07-15 10:31:55

NExistuje nějaký rozumné zdůvodnění, proč guvernér, prezident nebo ministr čehokoli v hóódně bohatém státě nemůže být totální hňup., mám-li k odpovědi použít tvé věty. A nemyslím si, že to, jak je někdo chytrý nebo není, se pozná podle toho, jak vypadá, jak se možná domníváš ty. Já si to nemyslím, nejsem totiž nejsem blondýna, víš? Kdo je jak chytrý se lépe pozná podle toho jak se chová.

Jisté je, že Arnold, má v jednom z nejbohatších států nejen USA, ale i světa, obrovský vliv na veřejné mínění už jen tím, jak se chová, co říká a co mu stojí v garáži. Jestliže tvrdí, že je třeba rozšiřovat alternativní pohon v dopravě (ať už je to z jakéhokoliv důvodu) a chová se k tomu konzistentně (má auto na baterky jak píše Ccecil, má auto na vodík jak tvrdí další), tak to může generovat obrovskou poptávku lidí toužících ho napodobit. Tato obrovská poptávka může akcelerovat vývoj mnohých zařízení sloužících širšímu zavedení různých druhů alternativního pohonu. Jejich širší zavedení a sériová výroba může znamenat, že se ekonomika dopravy pomocí těchto alternativních způsobů pohonu dostane docela jinam, než je dnes.

Debata není o tom, jestli vypadá hloupě nebo ne, ale o tom, co může způsobit svým chováním a jednáním. Já tvrdím, že může s pomocí médií akcelerovat poptávku bohatých po technologické novince (alternativní způsob pohonu) generující rychlý technický rozvoj potřebných řešení vedoucích k zlevnění a zpřístupnění takových technologií všem a tím i k jejich širokému rozšíření.

Když se nad tím zamyslíš, tak Arnold může sehrát obrovsky pozitivní roli a ani ho to moc nestálo... Domnívám se, že takové chování není právě ukázkou chování totálního hňupa, spíš naopak.

Nemyslíš?!

Odpovědět

Výroba vodíku z celulózy

Bikkhu,2008-07-11 08:16:05

Kdyby bylo lidí mnohem míň, aspoň 10x míň, byla by to dobrá zpráva. Při současném počtu lidí to znamená jenom zvýšený tlak na devastaci přírody v honbě za energií, které bude stejně pořád zoufale málo. Je to dobrý způsob jak dostat pralesy do fermentoru.

Odpovědět


Neberte si to osobně,

Duke,2008-07-11 09:36:05

ale na "kdyby" u nás máme jedno přísloví.

Myslíte, že by bylo lépe složit ruce v klín, nebo devadesát procent lidstva povraždit?

Odpovědět


Bikhu to myslel dobře,

karbet,2008-07-11 09:46:05

a má pravdu. Jinak řečeno - je lepší dělat něco jiného nebo stačí dostat pralesy do fermentorů ?

Odpovědět


Kabarete

Duke,2008-07-11 09:57:44

neuvažujete o ukončení kariéry vykladače cizích myšlenek?

Odpovědět


Představ si Kurde

karbet,2008-07-14 15:09:16

že ne. Aspoň po dobu, co tu budou lidi zcela bez jakýchkoliv myšlenek.

Odpovědět

CO2

Martin,2008-07-11 07:42:32

Pri spaľovaní čistého vodíka sa CO2 neuvoľňuje, to je pravda. Ale koľko sa ho uvoľní pri rozklade celulózy?
Teda mne osobne to môže byť jedno, ja sa na globálne oteplenie teším, aspoň si do záhradky konečne vysadím palmu.

Odpovědět


On ten CO2

karbet,2008-07-11 08:54:58

by se rozkladem rostlin stejně uvolnil, jenže za delší dobu. Čímž nechci bioplynové - a teď i biovodíkové - technologie zpracovávající rostlinnou hmotu obhajovat, naopak.

Odpovědět


Palmu už na zahrádce mám a zatím spokojeně přežila

Dane,2008-07-14 09:03:13

poslední dvě zimy. Takže volám: vivat warming!

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni



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