Microscopische algen. Foto via Universiteit van Tel Aviv
Onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv hebben een algenstam gevonden die de massaproductie van groen waterstofgas mogelijk maakt, een milieuvriendelijk alternatief voor grijze waterstof, die de atmosfeer vervuilt.
Promovendus Tamar Elman en prof. Iftach Yacoby van het Renewable Energy Laboratory van de George S. Wise Faculty of Life Sciences van de Universiteit van Tel Aviv, hebben het onderzoek geleid en gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Cell Reports.
Tamar Elman (L) en prof. Iftach Yacoby. Foto via Universiteit van Tel Aviv
Waterstofgas is een groene brandstof die gebruikt kan worden in elektrische voertuigen, zoals e-bikes en auto's. Terwijl een gewoon voertuig een vervuilende lithium-ionbatterij gebruikt, gebruiken deze voertuigen een brandstofcel om waterstof om te zetten in elektrische energie, aldus de studie.
Terwijl de meeste waterstof uit aardgas wordt gemaakt in een niet-duurzaam proces (grijze waterstof), kan waterstof ook worden geproduceerd met hernieuwbare energie (groene waterstof). Bij dit laatste proces komen geen koolstofdioxide of andere broeikasgassen in de atmosfeer vrij.
De studie voegde toe dat, hoewel groene waterstof soms wordt geproduceerd met behulp van elektrolyseren, dure apparaten die zijn bevestigd aan zonnepanelen die water omzetten in waterstof en zuurstof, natuurlijke biologische processen ook kunnen worden gebruikt om waterstof te produceren.
Microalgen, een veelvoorkomend type algen dat aanwezig is in waterreservoirs en in de bodem, produceren waterstof door middel van fotosynthese. Door deze micro-algen, die normaal gesproken waterstof produceren in een tijdsbestek van minuten, te engineeren om dagen of zelfs weken waterstof te produceren, kunnen mensen een haalbare bron van hernieuwbare energie ontwikkelen.
Yacoby zei dat het team van de Universiteit van Tel Aviv een mutant in micro-algen heeft gevonden die de ophoping van zuurstof voorkomt en het organisme dus in staat stelt continu waterstof te produceren.
Met behulp van bioreactoren in hun experiment ontdekten de onderzoekers dat de microalgen meer dan 12 dagen waterstof konden blijven produceren.
"De nieuwe mutant overwint twee belangrijke barrières die tot nu toe de continue productie van waterstof hebben verhinderd," zei Yacoby. "De eerste barrière is de ophoping van zuurstof tijdens het fotosyntheseproces. In de regel vergiftigt zuurstof het enzym dat waterstof produceert in algen, maar in de mutatie elimineert een verhoogde ademhaling de zuurstof en zorgt het voor gunstige omstandigheden voor continue waterstofproductie."
"De tweede barrière is het verlies van energie aan concurrerende processen, waaronder kooldioxidefixatie in suiker. Ook dit is opgelost in de mutant en de meeste energie wordt gekanaliseerd voor continue waterstofproductie."
Om de waterstofproductie zo groot mogelijk te maken, hebben de onderzoekers een pilotprogramma gelanceerd om manieren te ontwikkelen om de tijd dat de algen waterstof produceren nog verder te vergroten.
"De snelheid van waterstofproductie van de nieuwe mutant bereikt een tiende van de mogelijke theoretische snelheid, en met behulp van verder onderzoek is het mogelijk om het nog verder te verbeteren," zei Yacoby.
