Energija iš „žaliųjų gleivių“

Tyrėjai optimizuoja mikrodumblius vandenilio gamybai

Chlamydomonas reinhardtii © NOAA
skaityti garsiai

Ar tai yra liekna danga akvariume, ar toksiškas kilimas paplūdimyje - dumbliai paprastai neturi geros reputacijos. Bet jie galėtų būti labai naudingi mums žmonėms, pavyzdžiui, kaip alternatyvūs energijos tiekėjai biodyzelinui, taip pat vandeniliui. Naujame tyrimų projekte tyrėjai nori pakeisti dumblius, kad būtų pagamintas daugiau vandenilio. Tuomet dumbliai galėtų tapti ekologiškais, ekonomiškais energijos šaltiniais.

Vandenilis laikomas aplinkai nekenksmingu energijos šaltiniu ateityje, pavyzdžiui, automobilių pramonėje, su sąlyga, kad vandenilis taip pat gaminamas naudojant ekologiškus procesus. Įgyvendinant projektą „Biovandenilio gamyba mikrodumbliuose“, keturias tyrimų institucijas tyrėjai sutelkė dabar: Be mokslininkų, vadovaujamų profesoriaus Michaelio Hipplerio iš Miunsterio universiteto Augalų biochemijos ir biotechnologijos instituto, tyrėjų iš Maxo Plancko molekulinių augalų fiziologijos instituto Golme, universitete. Karlsruhe (TH) ir - kaip koordinatoriai - Bylefeldo universitetas.

„Mikrodumbliai būtų ypač gerai naudojami kaip energijos tiekėjai“, - aiškina Hippleris pranašumus. „Jiems nereikia derlingos žemės, skirtingai nei pasėliai, auginami biokurui gaminti, ir jie nekonkuruoja su maisto gamyba. Be to, jie sunaudoja žymiai mažiau vandens - tai nepaprastai svarbu, ypač sausringose ​​vietose “.

Tikslas: nuo septynių iki dešimties procentų vandenilio

Todėl mokslininkai nori išsivystyti vienaląsčius žaliuosius dumblius (Chlamydomonas reinhardtii) pramoniniu požiūriu tinkamais vandenilio tiekėjais, kurie tiekia vandenilį be neigiamų padarinių aplinkai. Mažyčiai dumbliai gamina vandenilį tam tikromis sąlygomis, pavyzdžiui, kai trūksta deguonies arba reikia prisitaikyti prie sieros trūkumo. Tuomet perjungiama fotosintezės apykaita ir, veikiami saulės spindulių, dumbliai gamina vandenilį.

Tačiau įprastiniuose žaliuosiuose dumbliuose tik 0, 1 proc. Įvykusių „lengvųjų dalelių“ virsta vandenilio molekulėmis - ekonominiu požiūriu per mažai. „Jei galėtume padidinti normą iki septynių iki dešimties procentų, vandenilio gamyba iš žaliųjų dumblių taip pat būtų komerciškai įdomi“, - sako Hippleris. displėjus

Genas keičiasi kaip atskaitos taškas

Siekdami padidinti vandenilio gamybą, tyrėjai taiko keletą būdų. Vienas atskaitos taškas yra jau egzistuojanti žaliųjų dumblių veisimosi linija, kurią jie tyrė. Šios linijos dumbliai sukelia genetinius pokyčius, dėl kurių padidėja vandenilio gamyba.

Tačiau vandenilio gamyba šio tipo dumbliams vis dar yra toli nuo norimos vertės.

Palyginę specifinę veisimosi liniją su „normaliais“ dumbliais, tyrėjai nori išsiaiškinti, kokie metabolizmo keliai lemia vandenilio išsiskyrimo skirtumus - kurie genai yra aktyvūs dumbliuose ir kurie baltymai bei metabolitai susidaro. „Jei žinome tikslius mechanizmus, tikimės, kad tiksliniais genetiniais pakeitimais bus gautos naujos kartos šios padermės, kurios vėliau dar efektyviau gamins vandenilį“, - aiškina Hippleris. Be to, tyrėjai ieško tolesnių, atsitiktinai pagamintų, anksčiau nežinomų dumblių linijų, kurios taip pat gamina daugiau vandenilio, ir žengia tyrėjus žingsniu toliau ieškodami idealaus vandenilio tiekėjo.

Pagerinkite apšvietimą

Kitas būdas yra patobulinti fermentuojančias sistemas - vandens rezervuarus, kuriuose dumbliai nustatytomis augimo sąlygomis gamina norimą vandenilį. Lemiamas fermentatorių konstravimo taškas yra apšvietimas: Kad jie galėtų gaminti vandenilį, rezervuarų viduje esantys dumbliai taip pat turi gauti pakankamai šviesos. Iki šiol dumbliai buvo apšviesti meniškai.

Kad energijos balansas galų gale būtų tinkamas, tyrėjai nori sukurti „išorinius reaktorius“, kurie galėtų valdyti vien tik saulės spinduliais. Be to, rezervuarai turėtų būti žymiai didesni. „Mūsų komanda nori padaryti šuolį nuo 25 litrų fermentorių iki 250 litrų fermentatorių“, - sako Hippleris. Šio techninio paprojekčio vadovai yra Karlsrūhės tyrėjai.

(Mansterio universitetas, 2008 08 11 - NPO)