Τι θα γινόταν αν τα βακτήρια μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία βιομπαταριών υδρογόνου; Μια εργασία ομάδας μικροβιολόγων από το Πανεπιστήμιο Goethe της Φρανκφούρτης που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Joule δείχνει ότι αυτοί οι τύποι μπαταριών θα μπορούσαν ίσως να χρησιμοποιηθούν για την αποθήκευση και την απελευθέρωση υδρογόνου.
Το «πράσινο» υδρογόνο, το οποίο παράγεται από την ηλεκτρόλυση νερού με ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, είναι μια πηγή ενέργειας με ουδέτερο άνθρακα που θα μπορούσε να εξελιχθεί σε μια αποτελεσματική εναλλακτική λύση στα ορυκτά καύσιμα. Ωστόσο, η μεταφορά και η αποθήκευση αυτού του εξαιρετικά εκρηκτικού αερίου είναι δύσκολη και οι ερευνητές σε όλο τον κόσμο αναζητούν χημικές και βιολογικές λύσεις.
Οι Γερμανοί ερευνητές εντόπισαν ένα ένζυμο σε αναερόβια βακτήρια που ζουν στη βαθιά θάλασσα δεσμεύοντας το CO2, το οποίο βοηθά στον μεταβολισμό του CO2 σε μυρμηκικό οξύ με τη βοήθεια υδρογόνου. Αυτό το οξύ είναι απλώς ένα ενδιάμεσο προϊόν του μεταβολισμού τους. Η ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Volker Müller του Τμήματος Μοριακής Μικροβιολογίας και Βιοενέργειας του Πανεπιστημίου Goethe της Φρανκφούρτης κατάφερε να προσαρμόσει τα βακτήρια όχι μόνο να σταματούν αυτή τη διαδικασία στο στάδιο του μυρμηκικού οξέος, αλλά και να την αναστρέφουν αναπτύσσοντας μια βιομπαταρία για αποθήκευση υδρογόνου από αυτά.
«Οι ρυθμοί αναγωγής του CO2 σε μυρμηκικό οξύ και αντίθετα είναι οι υψηλότεροι που έχουν μετρηθεί ποτέ και πολλές φορές μεγαλύτεροι από ό,τι με άλλους βιολογικούς ή χημικούς καταλύτες. Επιπλέον, σε αντίθεση με τους χημικούς καταλύτες, τα βακτήρια δεν απαιτούν σπάνια μέταλλα ή ακραίες συνθήκες για την αντίδραση, όπως υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις, αλλά αντιθέτως κάνουν τη δουλειά στους 30 °C και κανονική πίεση», εξηγεί ο Müller.
Ένα άλλο μέλος της ερευνητικής ομάδας, ο Fabian Schwarz, μπόρεσε να προχωρήσει αυτήν την έρευνα ένα βήμα παραπάνω αναπτύσσοντας έναν βιοαντιδραστήρα που θα συμπληρώνει τη βιομπαταρία. Για να το επιτύχει τροφοδότησε τα βακτήρια με υδρογόνο για οκτώ ώρες και στη συνέχεια τα υπέβαλε σε δίαιτα υδρογόνου για 16 ώρες τη νύχτα. Τα βακτήρια απελευθέρωσαν έτσι ξανά όλο το υδρογόνο, αποκλείοντας τον ανεπιθύμητο σχηματισμό οξικού οξέος με τη βοήθεια διαδικασιών γενετικής μηχανικής. «Το σύστημα λειτούργησε εξαιρετικά σταθερά για τουλάχιστον δύο εβδομάδες», συμπλήρωσε ο Schwarz.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η βασική αρχή της μεθόδου έχει ήδη κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από το 2013.
Πηγή: Πανεπιστήμιο Goethe
