23.4.13
Thế giới phải tìm ra cách sản xuất nhiên liệu từ các nguồn năng lượng tái tạo để thay thế cho nhiên liệu hóa thạch.

Hyđro hiện đang được coi là một trong những nhiên liệu đầy hứa hẹn cho tương lai và nếu hydro có thể được sản xuất trực tiếp từ ánh sáng mặt trời thì chúng ta sẽ có một nguồn năng lượng tái tạo và thân thiện với môi trường. Một phương pháp sinh học sản xuất hydro từ năng lượng mặt trời hiện đang sử dụng vi sinh vật quang hợp. Quá trình quang hợp phân tách nước thành các ion hyđro (H+) và electron (e-). Các phân tử này sau đó có thể được kết hợp thành khí hydro (H2) cùng với các enzim đặc biệt gọi là hydrogenases. Điều này xảy ra một ở vi khuẩn lam (cyanobacteria) và tảo lục – những loài có khả năng sử dụng năng lượng mặt trời thông qua quang hợp và sản xuất ra hydro thông qua quá trình trao đổi chất riêng của chúng.

Tảo lục có thể sản xuất ra hyđro trong một số điều kiện nhất định và đã được nghiên cứu trong khoảng 15 năm, nhưng vấn đề là chúng mang lại hiệu quả thấp: lượng năng lượng hấp thụ bởi tảo này được chuyển đổi thành hydro. Một enzim có khả năng sử dụng ánh sáng mặt trời để phân tách nước thành điện tử, các ion hyđro và oxy là enzim Photosystem II. Một số nghiên cứu đã cho thấy rằng, một số electron từ enzim này thường dùng để sản xuất khí hyđro trong các điều kiện đặc biệt. Nhưng một số nghiên cứu khác lại cho rằng, phần lớn các khí hyđro có được năng lượng của chúng thông qua những con đường khác trong quá trình trao đổi chất của tảo lục. Đây không phải là một vấn đề về sản xuất hyđro trực tiếp từ ánh sáng mặt trời, và tảo lục không cho hiệu quả cao hơn so với cây trồng cho năng lượng.

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Uppsala, do giảng viên cao cấp Fikret Mamedov và giáo sư Stenbjörn Styring dẫn đầu đã có một khám phá đã làm thay đổi quan điểm về sản xuất hyđro từ tảo lục. Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu chi tiết cách thức enzim Photosystem II hoạt động trong hai chủng tảo lục Chlamydomonas reinhardtii khác nhau. Bằng cách đo chính xác số lượng và hoạt động của enzim Photosystem II thay đổi như thế nào trong các điều kiện khác nhau, và do đó ảnh hưởng đến sản xuất hyđro như thế nào, họ đã đã phát hiện thấy một lượng năng lượng đáng kể được hấp thụ bởi Photosystem II đi thẳng vào quá trình sản xuất hyđro.

Phần lớn quá trình sản xuất hyđro được thực hiện trực tiếp nhờ năng lượng mặt trời. Phát hiện này cho chúng ta hy vọng rằng trong tương lai, chúng ta sẽ có thể kiểm soát tảo lục để đạt được hiệu quả cao hơn đáng kể so với ngày nay.

Nguồn: agroviet, pnas.org, phys.org