Forskning skaber brintproducerende levende dråber, bane vejen for alternativ fremtidig energikilde

Forskere har bygget små dråbebaserede mikrobielle fabrikker, der producerer brint, i stedet for ilt, når de udsættes for dagslys i luften.

Resultaterne af det internationale forskerhold baseret på University of Bristol og Harbin Institute of Technology i Kina, udgives i dag i Naturkommunikation .

Normalt, algeceller fikserer kuldioxid og producerer ilt ved fotosyntese. Undersøgelsen brugte sukkerholdige dråber pakket med levende algeceller til at generere brint, frem for ilt, ved fotosyntese.

Brint er potentielt et klimaneutralt brændstof, tilbyder mange mulige anvendelser som fremtidig energikilde. En stor ulempe er, at fremstilling af brint involverer at bruge en masse energi, så grønne alternativer søges, og denne opdagelse kan være et vigtigt skridt fremad.

Holdet, bestående af professor Stephen Mann og Dr. Mei Li fra Bristol's School of Chemistry sammen med professor Xin Huang og kolleger ved Harbin Institute of Technology i Kina, fanget ti tusinde eller deromkring algeceller i hver dråbe, som derefter blev presset sammen ved osmotisk kompression. Ved at begrave cellerne dybt inde i dråberne, iltniveauet faldt til et niveau, der tændte for specielle enzymer kaldet hydrogenaser, der kaprede den normale fotosyntesevej for at producere brint. På denne måde omkring en kvart million mikrobielle fabrikker, typisk kun en tiendedel af en millimeter i størrelse, kunne tilberedes i en milliliter vand.

For at øge niveauet af brintudvikling, holdet beklædte de levende mikroreaktorer med en tynd skal af bakterier, som var i stand til at fange efter ilt og derfor øge antallet af algeceller, der var gearet til hydrogenaseaktivitet.

Selvom det stadig er på et tidligt stadie, arbejdet er et skridt mod fotobiologisk udvikling af grøn energi under naturlige aerobe forhold.

Professor Stephen Mann, Meddirektør for Max Planck Bristol Center for Minimal Biology i Bristol, sagde:"Brug af simple dråber som vektorer til at kontrollere algecelleorganisation og fotosyntese i syntetiske mikrorum tilbyder en potentielt miljøvenlig tilgang til brintproduktion, som vi håber at udvikle i fremtidigt arbejde."

Professor Xin Huang ved Harbin Institute of Technology tilføjede:"Vores metode er let og bør være i stand til at opskalere uden at forringe levedygtigheden af ​​de levende celler. Den virker også fleksibel; f.eks. vi fangede for nylig et stort antal gærceller i dråberne og brugte de mikrobielle reaktorer til ethanolproduktion."