تبدیل باکتری ها به نانورآکتورهای هیدروژنی برای تولید سوخت پاک
به گزارش لینک وبسایت، باکتری ها برای تولید سوخت پاک از نور خورشید به نانورآکتورهای هیدروژنی تبدیل می شوند. محققان باکتری ها را بگونه ای تغییر دادند تا الکترون ها، پروتون ها و آنزیم کلیدی به نام هیدروژناز را در یک بخش خاص از سلول جمع کنند.
به گزارش لینک وبسایت به نقل از ایسنا، پژوهشگران دانشگاه آکسفورد به پیشرفت قابل توجهی در زمینه تولید هیدروژن سبز دست یافته اند.
به نقل از آی ای، رویکرد نوآورانه آنها شامل استفاده از باکتری های زیست مهندسی شده به نام «نانورآکتورهای هیدروژنی» برای ایجاد سوخت هیدروژن از آب و نور خورشید است.
این پیشرفت، پتانسیل ایجاد انقلابی در روش تولید هیدروژن را دارد و آنرا پایدارتر و مقرون به صرفه تر می کند.
پروفسور وی هوانگ(Wei Huang)، نویسنده اصلی این مقاله اظهار داشت: مطالعه جدید ما جایگزین قانع کننده ای در چارچوب یک بیوکاتالیست قوی و کارآمد عرضه کرده است که مزیت های ایمنی بیشتر، تجدیدپذیری و هزینه های تولید پایین تر را دارد که همگی می توانند دوام اقتصادی بلندمدت را بهبود بخشند.
ایجاد «نانورآکتورهای هیدروژنی» برای تولید انرژی پاک
هیدروژن سبز با تجزیه مولکول های آب با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر تولید می شود. این فرایند، سازگار با محیط زیست درنظر گرفته می شود، چونکه هیچ گونه انتشار کربن دی اکسید ایجاد نمی کند.
محققان در بیانیه مطبوعاتی خود افزودند: تولید هیدروژن صنعتی فعلی بشدت به سوخت های فسیلی وابسته است و تقریبا 11.5 تا 13.6 کیلوگرم کربن دی اکسید به ازای هر کیلوگرم هیدروژن تولیدشده تولید می کند.
محققان گونه ای از باکتری ها به نام Shewanella oneidensis را اصلاح ژنتیکی کردند تا توانایی آن در تولید هیدروژن را بالا برند.
در این بیانیه مطبوعاتی توضیح داده شده است: این گونه «الکترواکتیو» است، به این مفهوم که می تواند الکترون ها را به یا از سطوح جامد خارج از سلول خود منتقل کند.
محققان این باکتری را طوری مهندسی کردند که الکترون ها، پروتون ها و آنزیم مهمی به نام هیدروژناز را در یک بخش خاص از سلول متمرکز کنند. این محفظه که به فضای پِری پلاسمیک مشهور است، بین غشای داخلی و خارجی باکتری قرار دارد.
محققان با تمرکز این اجزا در یک فضای محدود می توانند بازده تولید هیدروژن را بالا برند.
ساخت برگ های مصنوعی
محققان برای تقویت بیشتر این فرایند، یک پمپ الکترونی فعال شده با نور را به باکتری معرفی کردند. این پمپ از نور خورشید برای انتقال پروتون ها به فضای پری پلاسمیک استفاده می نماید و مواد موردنیاز برای تولید هیدروژن را فراهم می آورد.
علاوه بر این، نانوذرات اکسید گرافن احیا شده و سولفات آهن برای افزایش انتقال الکترون معرفی گشتند. در نهایت، آنزیم هیدروژناز در فضای پری پلاسمیک هم بیش از اندازه بیان شد.
این تغییرات منجر به افزایش 10 برابری در بازده هیدروژن در مقایسه با باکتری های اصلاح نشده شد.
محققان اعتقاد دارند که این سامانه می تواند برای ایجاد «برگ های مصنوعی» پوشیده شده با باکتری های مهندسی شده استفاده گردد.
تیم تحقیقاتی تصریح کرد: وقتی این برگ های مصنوعی در معرض نور خورشید قرار می گیرند، فورا آغاز به تولید هیدروژن می کنند.
سپس میتوان از این برگ ها برای تولید هیدروژن از نور خورشید در مقیاس بزرگ بهره برد.
تولید پایدار هیدروژن
این پیشرفت می تواند به صورت قابل توجهی هزینه تولید هیدروژن سبز را کم کند و آنرا جایگزین مناسب تری برای سوخت های فسیلی کند.
استفاده از باکتری های زیست مهندسی شده یک رویکرد پایدار و سازگار با محیط زیست برای تولید انرژی پاک عرضه می دهد.
محققان خوشبین هستند که این فناوری به گذار بسمت آینده انتشار خالص صفر کمک نماید.
پروفسور یان تامپسون(Ian Thompson)، یکی از نویسندگان این مقاله نتیجه گیری کرد: زیست نانورآکتور ما پتانسیل زیست کاتالیزورها را برای تولید انرژی پاک نشان داده است.
مواد غیر زیستی مورد استفاده در این کار، همچون اکسید گرافن و نانوذرات سولفات آهن با روش های بیولوژیکی سنتز شده اند که آنها را نسبت به روش های شیمیایی سنتی دوست دار محیط زیست می کند.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب