Záplava vodíku ze škrobu

24.05.2007 | Osel.cz

„Budeme jezdit na vodík!“ tvrdí optimisté. „Jen co vyřešíme čtyři kardinální problémy: výrobu, skladování, distribuci a spalování tohoto plynu,“ tvrdí škarohlídi (nebo spíše realisté?). Tým amerických vědců vedený Percivalem Zhangem z Virginia Tech v Blacksburgu otevřel cestičku k řešení prvního problému. Metodami syntetické biologie dosáhl produkce vodíku z vody a škrobu při teplotě 30°C, za atmosférického tlaku a za překvapivě nízkých výrobních nákladů.

Zhang a jeho kolegové dali dohromady 13 enzymů pocházejících z živočichů, rostlin, bakterií i hub, které se v přírodě nikde nenacházejí na jednom místě a tudíž nemohou působit ve vzájemné souhře. Dosáhli produkce vodíku, který zdaleka překovává anaerobní biologickou fermentaci. Škrob se rozkládá na vodík o oxid uhličitý. Cena výroby jednoho kilogramu vodíku dosahuje zhruba 2 amerických dolarů.

Chemická reakce je následující:

C6H10O5 + 7 H2O ? 12 H2 + 6 CO2

Použité enzymy:

#1 glukanfosforyláza

#2 fosfoglukomutáza

#3 G-6-P dehydrogenáza

#4 4,6 - fosfoglukonátizomeráza

#5 fosforibózoizomeráza

#6 ribulózo 5-fosfát izomeráza

#7 transalfoláza

#8 transketoláza

#9 triózofosfátizomeráza

#10 aldoláza

#11 fosfoglukózoizomeráza

#12 fruktózo 1,6 difosfátáza

#13 hydrogenáza

Stávající metody produkce vodíku trpí řadou nectností. Chemické metody vyžadují vysokou teplotu (500 až 900 K) a stejně mají nízkou účinnost. Biologické metody se pochopitelně obejdou bez tak vysokého záhřevu, ale co do výtěžnosti také nijak neomračují. Nová metoda Zhangova týmu dokáže vyždímat z jediné molekuly glukózy vzniklé rozkladem škrobu dvanáct molekul vodíku. Klasické anaerobní kvašení zvládne jen 4.

Pramen: Zhang YP, Evans BR, Mielenz JR, Hopkins RC, Adams MW (2007) High-Yield Hydrogen Production from Starch and Water by a Synthetic Enzymatic Pathway. PLoS ONE 2(5): e456. doi:10.1371/journal.pone.0000456

Tisk