Wie winzige Leben könnte die Zukunft macht

Anmerkung der Redaktion: Jeden Mittwoch LiveScience untersucht die Lebensfähigkeit der neuen Energietechnologien – die Kraft der Zukunft.

Wasserstoff ist der sauberste und am häufigsten vorkommende Kraftstoff gibt es, aber es von Wasser oder organischem Material zu kassieren, ist derzeit kein sehr effizientes Verfahren. Wissenschaftler untersuchen daher bestimmte Bakterien, die Wasserstoff als Teil ihrer normalen Stoffwechsel ausatmen.

"Die Herstellung von Wasserstoff durch Mikroorganismen eng mit deren zelluläre Prozesse, die verstanden werden müssen, Bioenergie Erträge optimieren verbunden ist", sagte Amy VanFossen der North Carolina State University.

Von besonderem Interesse sind Mikroben, die in heißen Temperaturen nahe dem Siedepunkt von Wasser gedeihen. VanFossen und ihre Kollegen durchgeführt, eine eingehende Untersuchung der DNA eines diese thermophilen (wärmeliebenden) Bakterien namens Caldicellulosiruptor Saccharolyticus, die zuerst in einer heißen Quelle in Neuseeland gefunden wurde.

Die Ergebnisse, stellte letzte Woche auf der Tagung der American Chemical Society in Philadelphia, zeigen, welche Gene erlauben C. Saccharolyticus zu essen Pflanzenmaterial als Biomasse bezeichnet und Wasserstoff im Prozess zu vertreiben.

Wasserstoff-Wirtschaft

Brennstoffzellen-Fahrzeuge fangen an zu vermieten in Kalifornien und New York Bereich zur Verfügung. Sie laufen weg von Wasserstoffgas und Strahlen nur Wasserdampf aus dem Endrohr.

Wasserstoff kann überall gefunden werden: Es ist das "H" im H2O und ein wichtiges Element in biologischen Prozessen. Das Problem ist, dass es braucht einiges an Energie, den Wasserstoff aus den Molekülen zu trennen, die es in gefunden wird.

Jedoch erhalten bestimmte Organismen wie Bakterien im Magen der Kuh, Energie aus der Nahrung durch eine chemische Reaktion, die Wasserstoffgas freisetzt. Oft wird dieser Wasserstoff sofort aufgegriffen durch andere Bakterien, genannt Methanogens, die es in Methan umwandeln.

Eines der Probleme ist daher zur Herstellung von Wasserstoff aus Bakterien zu verhindern, dass die Methanogens verschlang das Gas. Der Vorteil der thermophilen ist, dass sie arbeiten bei Temperaturen, die in der Regel zu heiß für Methanogens sind. C. Saccharolyticus, bevorzugt zum Beispiel ein wohlig 160 Grad Fahrenheit (70 Grad Celsius).

Darüber hinaus sagte die Chemie der Wasserstoff-Bildung einfacher bei diesen höheren Temperaturen, Servé Kengen von der Universität Wageningen in den Niederlanden.

"Im allgemeinen thermophilen haben eine einfachere Gärung Muster im Vergleich zu [niedriger Temperatur] mesophilen, wodurch weniger Nebenprodukte," sagte er.

Bionische Mikrobe

KenGen gehört ein EU-Projekt namens Hyvolution, die dezentrale Wasserstofferzeugung entwickelt, die ausgeführt werden können, in der Nähe von denen Biomasse angebaut wird.

"Biologische Wasserstoffproduktion ist gut geeignet für dezentrale Energieerzeugung", sagte Kengen. "Der Prozess erfolgt bei fast ambient Temperatur und Druck, und daher dürfte es weniger energieintensiv als thermochemischen oder elektrochemische Produktionsverfahren werden [die alternative Möglichkeiten, um Wasserstoff sind]."

KenGen sagte, dass C. Saccharolyticus, oder wie er es nennt, "Caldi," sehr attraktiv für diese Anwendung. Es ist einzigartig, da es eine Vielzahl von pflanzlichen Stoffen, einschließlich Zellulose, isst und verschiedene Zucker (technisch Kohlenhydrate) gleichzeitig verdauen kann.

"Die breite Palette von Kohlenhydraten, die es wächst auf legt nahe, dass C. Saccharolyticus erbringt eine Vielzahl von industriell relevante Kohlenhydrat entwürdigende Enzyme," sagte VanFossen LiveScience.

Diese Enzyme – jetzt isoliert durch VanFossens genetischen Analyse — könnte helfen, mehr Wasserstoff ab einer bestimmten Menge von Biomasse.

"Einmal sind wir in der Lage Caldi (noch nicht möglich) zu konstruieren, wir wollen seine Kapazität produzieren Wasserstoff weiter zu verbessern," sagte Kengen.

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