חוקרים מהמחלקה להנדסה באוניברסיטת אוקספורד הצליחו לשנות חיידקים כדי להפוך אותם ל"ננו-ננו-מימן". מסוגלים להמיר מים למימן באמצעות אור השמש, הם מאפשרים לייצרמימן ירוקעל ידי ביטול זרזים, שהם מאוד יקרים כי הם עשויים עם מתכות נדירות. בפרט, הם עשו צעד מכריע קדימה על ידי פיתוח משאבת אלקטרונים המופעלת על ידי אור. ניצול החיידק החדש הזה, מבטיח שהטכנולוגיה שלהם יעילה, מה שמצביע על פריסות תעשייתיות רווחיות כלכליות אפשריות.
אם מקומו של המימן, בנייטרליות הפחמן הממוקדת בטווח הקצר, כעת אינו שנוי במחלוקת,. ואכן, בממוצע, כל ק"ג מימן המיוצר (שחור או אפור ביחד) מייצר 11.5 עד 13.6 ק"ג של CO2. לפיכך מתנהל כעת מחקר רב כדי להתגברובין אלה, הביו-הנדסה תופסת מקום בולט יותר ויותר.
הדוגמה האחרונה היא המחקר החדש של צוות פרופסור ווי הואנג (המחלקה למדעי ההנדסה, אוניברסיטת אוקספורד) שהוביל ליצירת "ביוננוראקטור" סלולרי. מסוגל להשיגומייצרים מימן רק מאור השמש, החיידקים החדשים (Shewanella oneidensis) מתגלה כזרז יציב, יעיל במיוחד, אך מעל הכל רווחי מאוד מבחינה כלכלית.
חלופה משכנעת לזרזים הרגילים המשמשים באלקטרוליזה מימן
כפי שמציין פרופסור ווי הואנג (המחלקה להנדסה, אוניברסיטת אוקספורד): "נכון לעכשיו, רוב הזרזים בשימוש מסחרי לייצור מימן ירוק מסתמכים על מתכות יקרות. המחקר החדש שלנו סיפק אלטרנטיבה משכנעת בצורה של ביו-קטליזטור חזק ויעיל. יש לו את היתרונות של בטיחות רבה יותר ועלויות ייצור נמוכות יותר. כל המרכיבים שיכולים לשפר כדאיות כלכלית לטווח ארוך של ייצור מימן ירוק».
אם במונחים מוחלטים,; זוהי היעילות של Shewanella oneidensis המעניינת במיוחד. או ליתר דיוק, משאבת האלקטרונים המופעלים על ידי אור (שנקראת Gloeobacter rhodopsin), שתוכננה על ידי צוות החוקרים.
תרשים של תהליך ביולוגי בר קיימא לייצור מימן ירוק על ידי החיידק Shewanella oneidensis
בקרוב עצים שמייצרים מימן ירוק?
אכן, בטבע, מיקרואורגניזמים ספציפיים יכולים להפחית פרוטונים (H+) למימן (H2) באמצעות אנזימי הידרוגנז, אך שיטה זו מוגבלת לתשואות נמוכות; בגלל אילוצים כמו קצב העברת אלקטרונים נמוך. עד כה, זה מנע ממיקרואורגניזמים לשמש כזרזי מימן יעיל.
שם הצליחו חוקרי אוקספורד לעקוף את הקושי הזה על ידי שיוך החיידק Shewanella oneidensis למשאבת Gloeobacter rhodopsin. אלה המעוניינים ביותר בטכנולוגיה וכימיה ימצאו את כל הפרטים של המנגנונים שנכנסים לתמונההמאמרהנדסת ביוננוראקטור בחיידקים לייצור מימן יעילפורסם בהליכים של האקדמיה הלאומית למדעה.
לדברי אנשי אקדמיה באוקספורד, ניתן להרחיב את המערכת לייצור "עלים מלאכותיים", עם תאים מודפסים על בד סיבי פחמן. חשופים לאור, העלים המלאכותיים הללו ייצרו מיד מימן. בקרוב עצי מימן ירוקים נוספיםמופעל על ידי תחנות כוח סולאריות, טורבינות רוח או מתקנים הידראוליים?