Az eddigieknél hatékonyabban lehet hidrogént előállítani zöldalgákkal

Az eddigieknél hatékonyabban lehet hidrogéngázt előállítani zöldalgák segítségével a Magyar Tudományos Akadémia Szegedi Biológiai Kutatóközpontjában (MTA SZBK) kifejlesztett új módszer segítségével, egyelőre laboratóriumi körülmények között.

„Az általunk kidolgozott újabb módszer alapja az, hogy az algasejtek számára nem biztosítunk sem szén-dioxidot, sem más szénforrást, így a fotoszintetikus apparátus által szállított elektronok és protonok a szén-dioxid-fixáció helyett hidrogéntermelésre fordítódnak. A módszer nem jár erős stresszhatással, a fotoszintetikus apparátus több nap után is megfelelően működik. Értelemszerűen nem szükséges szénforrás, harmadrészt pedig a megoldás hatékonyabb, mint a korábbi, kénmegvonásos hidrogéntermelés” – foglalja össze az eddig elért eredményeket.

A közlemény szerint a kutató Iftach Yacobyval, a Tel-avivi Egyetem Megújuló Energiaforrások Laboratóriumának vezetőjével közös cikke a napokban jelent meg a Trends in Biotechnology folyóiratban. A szegedi kutatócsoport módszerét részleteiben leíró cikk 2018-ban jelent meg a Biotechnology for Biofuels folyóiratban.

Az ipari nagyságrendben és gazdaságosan történő termeléshez maximalizálni kell az algák hidrogéntermelésének hatékonyságát, amihez például biztosítani kell, hogy a hidrogén és az oxigén gyorsan eltávozzon az algakultúrából. Ehhez speciálisan kialakított foto-bioreaktor szükséges.

Ha abból indulunk ki, hogy egy mediterrán sivatagos területen egy négyzetméterre 7726 megajoule napenergia érkezik évente, vad algafajok felhasználásával – a maximális elméleti hatásfok elérése esetén – körülbelül 7 kilogramm hidrogén termelhető. Az algatörzsek precíziós nemesítésével a hidrogéntermelés hatásfoka tovább növelhető – derül ki a tanulmányból. Az is fontos szempont, hogy az algakultúrák a hidrogéntermelés alatt jól bírják a szabadföldi fényterhelést.

A kísérletek jelenleg kisméretű foto-bioreaktorok felhasználásával folynak a Szegedi Biológiai Kutatóközpontban. A légmentesen zárt üvegeket több napon át monitorozzák a kutatók, gázkromatográfia segítségével mérve a hidrogén- és oxigéntermelés szintjét. Nemrégiben növelték a térfogatot, az algakultúrákat nagy töménységben, de vékony rétegben helyezik el a foto-bioreaktorban, és ezzel együtt megnövelték a gáztérfogatot. „Legújabban az automatizáláson dolgozunk, hogy online módon is mérni tudjuk a hidrogén- és oxigéntermelést. A következő lépés pedig egy üvegházi foto-bioreaktor építése lesz, egy-két éven belül. Ez újabb léptékváltást jelent, s egy ilyen reaktornak is nyilván automatizáltnak kell lennie” – teszi hozzá Tóth Szilvia Zita.

A kutatók módszerükre 2017-ben európai szintű szabadalmat jelentettek be. A további lépésekhez ipari partnereket keresnek.

A tanulmányban ugyanakkor igyekeztek felhívni a figyelmet arra, hogy azt nem lehet garantálni, hogy a kidolgozott hidrogéntermelési módszer ipari méretekben is rentábilis lesz, és például elegendő mennyiségben lehet majd hidrogént előállítani az autóipar számára. „Ami az ipari felhasználást illeti, még számos tényezőt nem látunk előre. Az sem kizárt, hogy a módszer speciális célokra válik be majd a legjobban. Gondoljunk az élelmiszeriparra, amely szintén sok hidrogént használ fel, az algák segítségével előállított hidrogén pedig rendkívül tiszta és biológiai eredetű.”