Baktériumok termelik a hidrogént

Az elkövetkező 50 évben az energia iránti igény rohamos növekedése várható világszerte. Reális számítások szerint a viszonylag olcsó olajkészletek 2030-2040-re kimerülnek, és a földgázkészletek is legfeljebb további 20 évre elegendők. Szénből ugyan még legalább 100 évre elegendő, kitermelhető készletet ismerünk, a szénelégetésen alapuló technológiák azonban a legnagyobb körültekintés mellett is óriási szén-dioxid-kibocsátással járnak. Ezért nem szabad a szénre mint globális energiaforrásra visszatérni. “Nagyon kevés tehát a rendelkezésre álló idő egy ipari forradalom számára. Márpedig az emberiség történetében egy-egy új energiahordozóra való globális áttérést globális ipari forradalom kísérte” - állítja Kovács Kornél, a Szegedi Tudományegyetem biotechnológia tanszékének professzora, aki szerint a legjobb lehetséges energiaforrás a hidrogén lehet.

Hidrogén már ma is előállítható elfogadható hatásfokkal megújuló energiaforrásokból. Ennek egyik útja a biomassza hasznosítása.

A szegedi kutatók a hidrogénképződés egyik válfaját, a fermentációt kutatják. A fermentáció (erjedés) olyan kémiai folyamat, amelynek során szerves anyagot enzimek segítségével bontanak le. (A hidrogénképződést katalizáló enzim, a hidrogenáz az evolúció időskáláján ősi enzimnek számít, elsősorban baktériumokban és algákban található meg.) A fermentáció energetikailag nem a leghatékonyabb, de jól megoldható anyagcsereforma. Az erjedés során feleslegben keletkező energiától a sejtek hidrogén formájában szabadulnak meg. Ennek a folyamatnak az ember szempontjából egy hibája van: a sejtek csak azt a kémiai energiát fordítják hidrogéntermelésre, ami elkerülhetetlen, és számukra feleslegként jelentkezik. Kovács professzor szerint különféle, az anyagcsere-útvonalakat befolyásoló molekuláris beavatkozásokkal azért rá lehet őket venni a keletkező hidrogén duplájának előállítására is.

A szegedi kutatócsoport egy nagy biohidrogénes kutatási konzorcium tagjaként – az egész projekt több mint 13 millió euró támogatást kap az EU-tól a következő 4 évre – azt szeretné elérni, hogy növényi biomasszából a bacik számára ehető táplálékot készítsenek. Ezen a tápon két lépésben bacilusokat nevelnek, akik amellett, hogy jóllaknak, a kutatók szándékai szerint sok hidrogént termelnek cserébe a kellemes életfeltételekért. Az első lépés egy 70–80 fokon zajló fermentáció, ahol a hidrogén mellett főleg szerves savakat gyártanak az erre a célra felokosított bacilusok, a második lépésben pedig fotoszintetizáló bacilusok felfaljak a szerves savakat, és azokból (no meg a fényenergiából) még több hidrogén keletkezik.

A mikrobák persze nem tudják, hogy milyen sok hidrogént várnak tőlük, ezért meg kell őket tanítani arra, hogy hatékonyan termeljék a hidrogént. A tanítás eszköze a modern molekuláris biológia: génjeiket átszabják -varrják a teljesítményjavítás érdekében. Ennek segítségével olyan anyagcsereutak felé terelik a bacilusokat, amiket általában nem használnak, de ha a “szokásos” anyagcsere-útvonalat lezárják, akkor terelő útvonalon így is megélhetnek, miközben számunkra hasznosan dolgozhatnak. Az EU-projektben számukra az a kihívás, hogy gyakorlatilag egy holland csapattal együtt csak ők értenek a molekuláris biológia ilyesféle alkalmazásához, tehát az ő ügyességüktől függ a program sikere.

A szegedi professzor szerint Magyarország különlegesen kedvező helyzetben van a megújuló biohidrogénnel kapcsolatos csúcstechnológiák fejlesztése terén, mivel nagy területeken termeszthetők gazdaságosan sok biomasszát szolgáltató energianövények.

(Forrás: Népszabadság Online)