Bacteriën produceren waterstof in overvloed - nu is er eindelijk een manier om dat te benutten

In dit artikel:

Cyanobacteriën — de oeroude blauwalgen die ooit zuurstof produceerden — kunnen mogelijk gebruikt worden voor duurzame waterstofproductie, zo blijkt uit recent onderzoek van een internationaal team (onder meer Universität Kassel, Ruhr-Universität Bochum en NOVA University Lisbon) dat gepubliceerd is in Angewandte Chemie. Het fundamentele probleem was dat de zuurstof die tijdens fotosynthese vrijkomt de hydrogenase-enzymen beschadigt die nodig zijn voor het maken van H2, waardoor de cellen zichzelf ondermijnen.

De onderzoekers losten dit op door de bacteriën in een speciaal redoxpolymeer te plaatsen dat aan een elektrode is gekoppeld. Dit materiaal bevat viologen-groepen die bij aanleggen van spanning lokaal zuurstof binden en zo een klein, zuurstofvrij microklimaat rond de cellen creëren. Binnen die beschermde zone kunnen de hydrogenases blijven werken terwijl de cyanobacteriën fotosynthese blijven doen. Bovendien werd het micro-organisme genetisch aangepast: hydrogenase-enzymen werden direct gekoppeld aan Fotosysteem I, waardoor elektronen efficiënter naar waterstofproductie geleid worden. In combinatie met het polymeer resulteerde dat in langere activiteit en stabielere H2-opbrengst dan bij natuurlijke varianten.

Hoewel commerciële toepassing nog tijd vergt, illustreert dit werk hoe biologie en elektrochemie samensmelten en laat het een veelbelovende, potentieel minder energie-intensieve route naar groene waterstof zien — relevant voor industrie, luchtvaart en energieopslag.