Hidrogén- és áramtermelő zöldalgák

 

Előadó: Tóth Szilvia Zita, PhD – csoportvezető, tudományos főmunkatárs (“Lendület” Molekuláris Fotobioenergetikai Csoport https://www.szilviaztoth-brcszeged.com/ )

Előadás időpontja: 2021. november 10. délután

Előadás helyszíne: SZBK, Kondorosi Ádám előadóterem – online rendezvény

Absztrakt: A karbonsemleges és körkörös gazdaságra való átállás az európai gazdasági térség egyik fő stratégiai irányzatává vált az utóbbi években. A nettó CO2-kibocsátás nélküli gazdaság megvalósításának központi eleme a hidrogén (H2) energiaforrásként történő felhasználása. A H2 előállítása manapság jórészt földgázból történik, amely természetszerűleg óriási CO2-szennyezéssel jár. A jövőben várhatóan elektrolízissel történő vízbontással a nap- és szélerőművek által feleslegben megtermelt energia H2 formájában lesz eltárolható.

Hidrogéngáz azonban előállítható közvetlenül a napfény energiájának felhasználásával is. A zöldalgák a fotoszintézis melléktermékeként hidrogént képesek termelni, a kloroplasztiszban található hidrogenáz enzimeik segítségével. A zöldalgák hidrogenázai rendkívül hatékonyak, azonban a fotoszintézis során termelt oxigénre érzékenyek, ezért a természetben a hidrogéntermelés folyamata mindössze pár percig tart. E probléma igen nagy akadályt jelentett a biohidrogén-termelés gazdasági hasznosítását illetően. Az elmúlt kb. 30 évben számos módszerrel igyekeztek a kutatók a hidrogéntermelés folyamatát meghosszabbítani, azonban ez csak jelentős sejtkárosodás mellett volt megoldható.

A zöldalgák hidrogéntermelésének hatékonyságát és fenntarthatóságát illetően az elmúlt időszakban jelentős előrelépések történtek. A Szegedi Biológiai Kutatóközpont “Lendület” Molekuláris Fotobioenergetikai Csoportja kidolgozott egy újfajta, trendváltó eljárást, amely jóval hatékonyabb és fenntarthatóbb, mint a korábbi módszerek, és rendkívül egyszerű, ami az ipari méretekben történő hasznosítás szempontjából kedvező.

A legújabb fejlesztések lényege, hogy vékony rétegű, de igen nagy töménységű algakultúrát helyeznek el egy erre alkalmas fotobioreaktorban (Nagy és mtsai 2021). Ezt néhány óráig sötétben tartják, hogy hidrogéntermelést végző enzimek képződjenek, majd fénynek teszik ki. Ezt követően az algák vízből hidrogéngázt állítanak elő, több napon keresztül.