Trendváltó módszer az algák hidrogéntermelésében
A napsugárzást kémiai energiává alakítják át az algák. Az ebben rejlő lehetőségeket körülbelül száz éve vizsgálják. A Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) tudományos főmunkatársa, Tóth Szilvia Zita által vezetett Molekuláris Fotobioenergetikai Csoport, új megközelítésű módszert alkalmazva, több évtizedes trendeket váltott le. Ennek eredményeként a teljesen zöld és megújuló energiatermelő rendszer hatékonyságát megtízszerezték. A szenzációs eredményről hamarosan cikket közöl a rangos Bioresource Technology folyóirat.
Az SZBK Molekuláris Fotobioenergetikai Csoport által fejlesztett módszer lényege, hogy vékony rétegű, de igen nagy töménységű algakultúrát helyeznek el egy erre alkalmas fotobioreaktorban. Ezt néhány óráig sötétben tartják, hogy hidrogéntermelést végző enzimek képződjenek, majd nagy intenzitású fénynek teszik ki. Ezután az algák vízből hidrogéngázt állítanak elő, több napon keresztül.
„Egy egységnyi térfogatban körülbelül háromszor több az alga, mint korábban. Ennek az az előnye, hogy az algasejtek árnyékolják és így védik egymást a nagy fényintenzitástól – mondta Tóth Szilvia Zita. – Ugyanakkor összességében, egységnyi felületre vetítve, a fényenergia is jobban hasznosul, tehát hatékonyabbá válik a hidrogéntermelés.”
A hidrogéngáz mellett oxigén is keletkezik, amely blokkolja a hidrogéntermelést katalizáló enzimet. E probléma megoldására a szegedi kutatók találtak egy abszorbenst, amellyel drasztikusan csökkenthető a légtér oxigénmennyisége.
„Munka közben az algák környezetéből megvonjuk az oxigént, szén-dioxid és más szénforrás sem áll rendelkezésükre, ezért tápanyag nélkül kimerülnek, ami stresszhatással jár. Felfedeztük, hogy bizonyos algamutánsok a vad típusú algákhoz képest különösen jól tűrik ezeket a körülményeket – magyarázta a szakember. – Az algasejteket mindenesetre regenerálni kell. Ezért egy hatnapos hidrogéntermeltető ciklus után két-három napra normál körülmények közé kerülnek, vagyis kapnak szén-dioxidot, és gyengébb fényben növekedhetnek. Majd újra használhatók egy újabb hidrogéntermelő ciklusban.”
Közelebb került a szabadföldi hidrogéntermeltetés megvalósításához az SZBK-csoport. „A módszerünket már európai szabadalom védi – jelentette ki Tóth Szilvia Zita. – Jelenlegi célunk a hatékonyság további fokozása, a melléktermékként keletkező biomassza hasznosítása és végül a méretnövelés. A fejlesztéshez konzorciumot szeretnénk létrehozni izraeli és németországi egyetemi partnerünkkel, valamint a megnövelt méretű fotobioreaktor építéséhez ipari partnert keresünk.”
Az SZBK Molekuláris Fotobioenergetikai Csoport laboratóriumában a munka folytatódik: metabolomika segítségével ki szeretnék deríteni, hogy az általuk létrehozott speciális körülmények között hidrogéngázt termelő algák milyen anyagcseretermékeket halmoznak föl, illetve milyen anyagcsere-útvonalak aktivizálódnak. Ennek megértése segíthet a kutatócsoportnak egy új kutatási téma megoldásában is. Ugyanis újabban arra keresik a választ, hogy az algákat miként lehetne folyamatosan áramtermelésre fogni.•