Chlamydomonas reinhardtii. Spása z louže...

Rozštípla to mikroskopická zelená řasa známá mezi vědci jako Chlamydomonas reinhardtii a pro nás ostatní jako zelené svinstvo z rybníka. Tuto mršku vědci používají ke svým výzkumům už minimálně 70 let. Roku 1939 jistý Hans Graffon, německý výzkumník působící v USA, poprvé pozoroval, že tato řasa dokáže z neznámých příčin místo kyslíku produkovat na krátký čas vodík. Vědcům trvalo dalších 60 let, než z toho dokázali získat takové výsledky, aby se o ně mohl zajímat průmysl. Dlouho naprosto bezúspěšně.

Zlom nastal v roce 1999, kdy profesor Tasios Melis z University of California at Berkeley spolu s dalšími výzkumínky zjistil, že pokud řase odepře síru a kyslík, začne produkovat vodík, a to po celkem dlouhou dobu a v pozoruhodném množství.

Přišel na to vlastně náhodou při výzkumu rostlinných opravných mechanizmů, které se uplatní při poškození plynoucích z omezeného přísunu životně důležitých látek, jako je např. síra.

... právě bez kyslíku a síry potí bublinky vodíku

Melis zjistil, že řasa musí být zásobována sírou aby přežila, nicméně po jistý čas dokáže žít ze svých energetických zásob bez přísunu síry. V takové situaci pak spotřebovává své zásoby a potí při tom vodík. Proces je tedy dvoufázový. Nejdříve je nutno řasy vykrmit prostřednictvím fotosyntézy (vstupy: voda, CO2, světlo). Pak jim na několik dní (až 80 hodin) odeberete síru a v anaerobním prostředí za přítomnosti světla sbíráte vodík. Poté je třeba zas nechat řasy napást.

Objem produkovaného vodíku byl natolik veliký, že si okamžitě nechal Melis tento proces patentovat a v roce 2001 založil společnost Melis Enery, která si dala za cíl vyvinout komerční technologii, která využívá zmíněnou vlastnost řasy. Na podzim téhož roku společnost postavila bioreaktor obsahující 500l vody a řasy, který dokázal produkovat až jeden litr vodíku za hodinu.

V současné době dosahuje proces 10% teoretické produkční kapacity řasy. Melis tvrdí, že až se mu podaří zvýšit tento výnos na 50%, stane se technologie cenově konkurenční pro fosilní paliva.

V současné době Melisova společnost usilovně pracuje na zvýšení spolehlivosti a efektivity procesu. Žhavým kandidátem na úspěch je genetická modifikace, která řase zvýší produkci enzymu hydrogenázy, jehož je v ní nyní žalostně málo.

Tasios Melis. Že by nový Onassis?

Melisovy odhady počítají se zajímavými čísly. Aby bylo možné nahradit vodíkem z řas spotřebu fosilních pohonných hmot v USA, je nutné osadit bioreaktory plochu přibližně 25 000 čtverečních kilometrů. Pro představu je to čtverec o straně 160 km. V USA to představuje přibližně 10% osevní plochy sóji. Navíc tento proces není náročný na kvalitu půdy, takže může bez problémů využít např. plochy vyschlých solných jezer a jiné pouště.

Samotná technologie by měla být tak jednoduchá, že ji zvládne obsluhovat běžný farmář. Žádné technicky náročné složité a drahé aparáty, jen pár trubek, nádrží a čerpadel...

V důsledku to znamená, že malá zelená potvůrka z louže má potenciál posunout nás do světa, kde energie není luxusním zbožím, auta nebudou smrdět a z komínů elektráren poteče destilka.

Držím panu Melisovi všechny čtyři své palce i pěsti, aby se mu podařilo dotáhnout tento koncept ke zdárnému konci v co nejkratším čase. Přeci jen už vypadá nadějně vize, že moje děti (které ještě nemám) zažijí dobu, kdy se budeme na dieselový motor chodit dívat do muzea.

Prameny:

http://www.zetatalk.com/energy/tengy14r.htm
http://www.newscientist.com/channel/mech-tech/mg18925401.600.html
http://wired-vig.wired.com/news/technology/0,1282,54456,00.html
http://pmb.berkeley.edu/newPMB/faculty/melis/melis.shtml
http://www.tigr.org/tigr-scripts/tgi/T_index.cgi?species=c_reinhardtii