Cena solární energie postupně klesá, výkon solární energetiky roste. Stále ale nejde o zázračný recept, který by zařídil energii pro všechny. Elektřina není vždy tím nejvhodnějším řešením a solární energetika je stále závislá na uskladňování energie, které má do dokonalosti ještě daleko. Z těchto důvodů je stále velká poptávka po technologiích, které přeměňují snadno dostupnou solární energii na energeticky bohaté palivo, které je možné jednoduše uskladnit nebo přímo používat. Takovým palivem by přitom mohl být třeba vodík.
Jak ale co nejlépe vytěžit ze solární energie vodík? Tým německých biotechnologů nedávno využil osvědčené technologie fotosyntetických organismů a hacknul sinice. Upravili jim fotosyntetické organely tak, že při osvícení slunečním zářením vyrábějí velké množství vodíku.
Kirstin Gutekunst a její spolupracovníci si pohráli s fotosyntetickými proteiny jednobuněčné sinice Synechocystis sp. PCC 6803. K fotosystému 1 této sinice, který představuje základní modul fotosyntézy, připojili NiFe-hydrogenázu HoxYH a vytvořili tím komplex pro fotosyntetickou výrobu vodíku. Hydrogenázy jsou enzymy, které katalyzují oxidaci molekulárního vodíku, a to oběma směry. Když se ale aktivita takového enzymu vhodně nastaví, tak se z něj může stát skvělý nanostrojek na výrobu vodíku.
Badatelé vložili tento pozoruhodný enzymatický komplex do zmíněné sinice a nahradili s ním původní fotosyntetický systém. Ukázalo se, že takto upravené sinice fungují a rostou. Sice mnohem pomaleji než normální sinice tohoto druhu, ale to se dalo čekat. Výroba vodíku není zadarmo a připravuje sinice o zdroje a energii.
Podobné experimenty s fotosyntetickou výrobou vodíku obvykle probíhají s izolovanými fotosystémy s připojenými hydrogenázami. Takové laboratorní systémy ale mívají jen krátkou životnost, protože je chemické procesy brzy zničí a nemají k dispozici žádnou údržbu na buněčné úrovni. Německý tým to zvládl s živými sinicemi. Hacknuté sinice v tomto výzkumu vyrobily největší množství vodíku, co zatím u sinic kdo viděl. A vyráběly vodík po celé hodiny, což je u sinic zcela nevídané. Jak se zdá, možná se dočkáme vodíkové GMO energetiky.
Literatura
Hybridní systém z pevného materiálu vytěží z vody více vodíku
Autor: Stanislav Mihulka (01.01.2018)
Nová technologie vyrobí vodík z běžné mořské vody se solární energií
Autor: Stanislav Mihulka (20.03.2019)
Stane se hydrid hlinitý klíčem k pokladu vodíkové energetiky?
Autor: Stanislav Mihulka (11.09.2019)
Diskuze:
přímé pálení sinic
Jakub Kolář,2020-05-13 12:28:17
Zajímalo by mě srovnání se situací, kdy by se pálily samotné sinice. Prostě jenom nechám namnožit sinice a pak je spálím. Máte někdo představu?
Re: přímé pálení sinic
Roman Sobotka,2020-05-14 11:06:22
Sinice se daji spalit, ale musite je predtim nejak vysusis. A to je problem. Sinice jsou velmi male, spatne se centrifuguji, odparit velke objemy rustoveho media, kde jsou soli, je energeticky extremne narocne atd. V zemich jako je Izrael je mozne kultivovat na pobrezi morske sinice/rasy, a nechat pak vodu odparit, u nas nerealne.
GMO
Milan Vnouček,2020-05-13 10:35:42
..a pokud by to snad i fungovalo, tak tam naženeme pár GMO aktivistů v protichemických oblecích s transparenty, aby z toho udělali za spoluúčasti senzacechtivého tisku kůlničku na dříví..
..přeci nám nebudou kazit kšefty, že strýčku fajsale :-)
Slavomir D,2020-05-13 09:27:42
Lepšie by bolo modifikovať huby, aby vylučovali, alebo uskladňovali energeticky zaujímavé látky o vyššej koncentrácii. /Etanol, glycerol, propanol,butanol a pod./
Miloš Plachý,2020-05-12 22:06:01
Škoda, že se článek vůbec nezabývá tím, jak velká ta "spousta vodíku" je. A zda je možné, aby ta "spousta" byla ekonomicky rentabilní.
H2 GMO energetiky se jen tak nedockame
Roman Sobotka,2020-05-12 17:03:51
Zaver toho prispevku je zbytecne bombasticky, zatim nic praktickeho nehrozi. Do Nature Energy to slo, protoze pokusu o napojeni hydrogenazy na elektrony z fotosyntezy (fotosystemu II) bylo jiz velmi mnoho, a tohle je zatim nejlepsi vysledek. Ten kmen vygeneruje koncentraci H2 v kulture kolem 0.5 mM, coz je 10x vic, nez co se darilo kdykoli predtim. Je to take hezky udelane z hlediska synteticke biologie; hydrogenaza je pripojena k fotosystemy I pomoci modifikovane podjednotky PsaD; evidentne takto modifikovany komplex velmi dobre funguje, coz je mozne vyuzit pro cokoli jineho. Fotosystem I je nejsilnejsi znama reduktaza v bunkach a muze cpat elektrony do cehokoli jineho. Kirstin znam osobne a ten clanek ji moc preji. Nicmene, je to jen proof_of_concept. Hydrogenazy jsou citlive na kyslik, takze aby ten enzym udrzeli na zivu, krmi bunky glukozou, cimz se koncentrace kysliku z fotosyntezy v bunce snizi respiraci. Nejak lapat H2 z bunecne kultury je z praktickeho (ekonomickeho) hlediska hodne beznadejne. To uz je lepsi produkovat etanolu v GM sinicich, ale porad je to ekonomicky naprosto nerentabilni. Je zoufale, ze v Nemecku a Rakousku uz neni temer mozne ziskat funding na vyzkum sinic/ras, pokud se do projektu nejak nenacpe 'renewable energy'. Je to politicke rozhodnuti a hodne nestastne.
Únik
Vít Výmola,2020-05-12 14:53:45
Patřím mezi ty poslední, co by se báli GMO. Přesto mě v tomto případě trošku znepokojuje možnost, že řasy budou skutečně efektivně fungovat a dostanou se mimo nádrže do volné vody. Je to mikroorganismus, tam je to hned a nedá se toho pak jednoduše zbavit.
Nic nového pod sluncem
Jaroslav Rosypal,2020-05-12 10:52:01
Kdysi ještě za socialismu jsem četl v novinách (tuším, že to byla Mladá fronta) zprávu, že sovětští vědci objevili, že lze připravit metalické houby. Krychlový decimetr této houby dokáže pohltit tolik vodíku, kolik stačí pro pohon auta na 400 km. Akorát prý ještě nenašli ten kov, který to dokáže. A k tomu byla připojena další zpráva, která uváděla, že sovětští vědci objevili bakterie, které po ozáření sluncem produkují vodík. Závěr byl, že nyní stačí zavěsit metalické houby z předchozí zprávy do skleníku s bakteriemi a je vystaráno. Takže jak jednoduché, milý Watsone.
Re: Nic nového pod sluncem
Tomáš Pilař,2020-05-12 11:15:55
No jestli jsou "zprávy sovětských vědců" funkční, tak už dávno máme ráj na Zemi (pokud vím tak nemáme "milý Holmesi"). Existují hydridy kovů, do kterých jde vázat vodík, ale asi to má nějaký háček (čekal bych hmotnost), takže ve vodíkových automobilech jsou vysokotlaké nádrže a zatím H2auta vychází hůř (dražší a s menším dojezdem) než elektromobily.
Re: Re: Nic nového pod sluncem
Pavel Hudecek,2020-05-12 15:28:28
Už dlouho se prakticky používá kombinace ukládání H do hydridu i s reverzibilním palivovým článkem v jednom malém válečku. Dá se to koupit v každém Elektru. Co víc si přát:-) ... Jmenuje se to NiMH akumulátor a energetickou hustotu má poněkud nižší než Li-Ion a proto se např. v telefonech a elektromobilech už dávno přestaly používat.
postrádám zmínky o efektivitě
Tomáš Pilař,2020-05-12 10:11:31
Některé odpovědi jsou jednoduché. Nesežerou, protože rostou mnohem hůř než původní sinice (produkce vodíku je "koule na noze" jejich reprodukční úspěšnosti).
U překvapivých objevů tohoto typu je nepřekvapivě pravidlem mizerná efektivita, zcela mimo reálnou využitelnost. Celé to začíná tím, že sluneční záření je docela řidoučké, lze z něj využít jenom omezenou část spektra a aparát na jeho zachytávání má svojí cenu i životnost (solární elektrárny by mohly vyprávět). Ostatně ani vodík se neskladuje moc dobře. Bylo by to dobré, pokud by to prolomilo GMO paranoiu starého kontinentu.
...
Jan Balaban,2020-05-12 09:16:51
Dobrý nápad, pokiaľ nás tie modifikované sinice nezožerú.
Re: ...
Jakub Sladký,2020-05-12 18:55:29
Nesežerou, ale zaplavily by celé řeky, bazény, jezery a možná i moře či oceány.
:D
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
