Geleceğin Enerji Kaynağı: Bilim İnsanları, Fotosentez ile Hidrojen Üreten Küçük Mikrobiyal Fabrikalar Kuruyor
Fotoğraf: Hidrojen üreten alg hücreleriyle yoğun şekilde doldurulmuş damlacıkların elektron mikroskobu görüntüsü. Ölçek çubuğu, 10 mikrometre. (Prof. Xin Huang, Harbin Teknoloji Enstitüsü.)
Bilim insanları, havada gün ışığına maruz kaldıklarında oksijen yerine hidrojen üreten küçük damlacık tabanlı mikrobiyal fabrikalar inşa ettiler.
Bristol Üniversitesi ve Çin’deki Harbin teknoloji Enstitüsü’nde bulunan uluslararası araştırma ekibinin bulguları bugün (25 Kasım 2020) Nature Communications’da yayınlandı.
Normalde alg hücreleri karbondioksiti tutar ve fotosentez yoluyla oksijen üretir. Çalışma sırasında, fotosentez yoluyla oksijen yerine hidrojen üretmek için canlı alg hücreleriyle doldurulmuş şekerli damlacıklar kullanıldı.
Hidrojen, potansiyel olarak iklime herhangi bir zararı olmayan bir yakıttır ve gelecek enerji kaynaklarından biri olarak birçok olası kullanım alanı sunar. Hidrojen üretmenin çok fazla enerji gerektirmesi büyük bir dezavantajdır, bu yüzden çevre dostu alternatifler aranıyor ve bu keşif ileriye yönelik önemli bir adım olabilir.
Bristol Kimya Okulu’ndan Profesör Stephen Mann ve Dr. Mei Li ile Profesör Xin Huang ve Çin’deki Harbin Teknoloji Enstitüsü’ndeki meslektaşlarından oluşan ekip, her damlacıkta on bin kadar alg hücresini hapsettiler ve bunlar daha sonra ozmotik basınçla sıkıştırıldı. Hücreleri damlacıkların derinliklerine hapsederek, oksijen seviyeleri hidrojen üretmek için normal fotosentetik yolu ele geçiren hidrojenaz adı verilen özel enzimleri açan bir seviyeye düşürüldü. Bu şekilde, bir mililitre suda, tipik olarak bir milimetrenin sadece onda biri olan bir milyon mikrobiyal fabrikanın yaklaşık dörtte biri hazırlanabilir.
Ekip, hidrojen gelişiminin seviyesini artırmak için canlı mikro reaktörleri oksijeni temizleyebilen ve böylece hidrojenaz aktivitesi için uyarlanmış alg hücrelerinin sayısını artırabilen ince bir bakteri kabuğuyla kapladı.
Hala başlangıç aşamasında olmasına rağmen, bu çalışma doğal aerobik koşullar altında temiz enerjinin fotobiyolojik gelişimine doğru bir adım atıyor.
Bristol’daki Max Planck Bristol Minimal Biyoloji Merkezi’nin eş direktörü Profesör Stephen Mann şunları söyledi: “Sentetik mikro alanlarda alg hücre organizasyonunu ve fotosentezini kontrol etmek için vektör olarak basit damlacıkların kullanılması, gelecekteki çalışmalarda geliştirmeyi umduğumuz hidrojen üretimine potansiyel olarak çevre açısından zararsız bir yaklaşım sunuyor.”
Harbin Teknoloji Enstitüsü’nden Profesör Xin Huang şunları ekledi: “Metodolojimiz basittir ve canlı hücrelerin canlılığını bozmadan ölçek büyütme yeteneğine sahip olmalıdır. Aynı zamanda esnek görünüyor; örneğin, son zamanlarda damlacıklarda çok sayıda maya hücresi yakaladık ve etanol üretimi için mikrobiyal reaktörleri kullandık. ”
Kaynak : scitechdaily.com
