Plantele unicelulare, manipulate genetic, sunt mai eficiente decat metodele chimice traditionale.
Cercetatorii americani au descoperit o metoda de a „dresa” anumite tipuri de alge, astfel incat ele sa elimine, in mod natural, cantitati sporite de hidrogen. Revista „New Scientist” prezinta rezultatele oamenilor de stiinta din cadrul Laboratoarelor Argonne, care au reusit ca, prin stimularea chimica a unei enzime, sa determine mai multe specii de plante unicelulare sa produca de zece ori mai mult hidrogen decat in mod normal.
Nevoia de combustibili care sa polueze cat mai putin atmosfera a impus directionarea unor importante fonduri alocate cercetarii si catre domeniul biochimiei. Oamenii de stiinta au venit cu mai multe oferte de biocombustibili, dar producerea lor la scara industriala s-a dovedit a fi paguboasa pentru economia planetei.
Etanolul si uleiul, primele progrese
Primul rezultat al studiilor combustibililor regenerabili, care parea sa fie agreat de industrie, a fost etanolul. El se poate obtine ca si tuica, prin fermentarea unor materii vegetale diverse, de la corcoduse sau porumb, pana la resturi de material lemnos din industria de mobila. Amestecul de benzina cu etanol era, in mod cert, mai putin poluant, dar s-a dovedit a fi mult prea coroziv pentru unele componente ale motorului.
Apoi s-au inventat uleiurile combustibile, produse din rapita, floarea-soarelui sau palmieri cultivati special. Dar nici ele n-au intrunit calitatile necesare, desi se parea ca sunt foarte bune pentru motoarele diesel. Calculele au aratat ca producerea plantelor necesare extragerii uleiului biocombustibil ar fi impus scoaterea unor suprafete intinse din circuitul agricol, fapt care ar fi redus in mod semnificativ productia de alimente la nivel mondial. Sa produci ulei combustibil, dar sa rabzi de foame nu putea fi o solutie.
Motorul cu hidrogen, solutie de viitor
Cum din arderea hidrogenului rezulta, pe langa energie, numai vapori de apa si niciun gaz poluant, visul de a realiza masini alimentate cu hidrogen a fost unul dintre cele mai vechi. Problemele care au stat in calea acestei solutii au fost, dintotdeauna, doar doua: siguranta in exploatare a motoarelor si costul ridicat al producerii pe scara industriala a hidrogenului pur.
Solutia gasita de ingineri a fost motorul electric hibrid, care isi produce singur curent electric prin arderea controlata a moleculei de hidrogen. Acest motor inlatura riscul unei explozii accidentale. Realizarea lui utilizeaza intreaga experienta acumulata in producerea motoarelor electrice si presupune doar adaugarea unei butelii de hidrogen si a generatorului format din celule de combustie. Prin urmare, nu mai era nevoie decat de gasirea unei metode cat mai ieftine de a produce hidrogen.
Metodele clasice, prea costisitoare
Desi hidrogenul constituie cam 75% din masa intregului Univers, fiind principalul element component al stelelor, pe Pamant el se gaseste rar in stare pura. Procedeul industrial de obtinere a hidrogenului este oxidarea catalitica a metanului. Metoda nu poate fi considerata de viitor, pentru ca presupune folosirea unui combustibil fosil si, in plus, importante cantitati de energie, intrucat vaporii de apa nu reactioneaza cu metanul decat la temperaturi de peste 700 de grade Celsius.
O alta metoda este descompunerea apei, in hidrogen si oxigen, prin electroliza. Si acest procedeu necesita cantitati imense de energie electrica si nu poate fi viabil decat in ipoteza ca vom avea, la un moment dat, suficient curent electric, produs – sa zicem – cu ajutorul centralelor nucleare. Varianta gasita de biologi, si anume aceea de a pune microorganismele sa lucreze pentru noi, este insa mult mai ieftina, intrucat nu necesita decat apa si lumina solara.
Hidrogenaza, enzima care produce hidrogen
Cercetatorii Laboratoarelor Argonne, gestionate direct de Departamentul American al Energiei, au reusit sa stimuleze chimic o enzima ce intra in componenta algelor, numita hidrogenaza, si au obtinut astfel hidrogen in urma cunoscutului proces de fotosinteza. Algele folosite sunt plante unicelulare care produc, in mod natural, cantitati infime de hidrogen in timp ce isi extrag energia din lumina soarelui.
David Tiede, unul dintre inventatorii metodei de manipulare chimica, spune ca algele produc hidrogen ca sa se apere de radicalii liberi rezultati in urma fotosintezei, care altfel le-ar oxida parti vitale ale celulei. Dar, daca hidrogenaza este stimulata chimic, alga produce mai mult hidrogen, iar acesta poate fi captat, daca planta creste intr-un recipient transparent.
Pentru a produce cantitati cu adevarat industriale, savantii au fost nevoiti sa simplifice acest proces. Ei au reusit reproducerea, cu mijloace biologice cat mai simple, a reactiei de fotosinteza. Prin introducerea hidrogenazei intr-o cultura de proteina sintetica asemanatoare cu cea a plantelor verzi, s-a obtinut de sute de ori mai mult hidrogen decat prin simpla inmultire a algelor. Profesorul Thomas Rauchfuss, de la Universitatea din Illinois, este unul dintre expertii mondiali ai manipularii enzimelor si a fost cel care a propus tipul exact de proteina sintetica necesar. „Cultivarea algelor modificate genetic, in care s-a introdus proteina sintetica, s-a dovedit a fi extrem de stabila. Algele nu degenereaza si nu revin la specia anterioara. Procesul are o multime de beneficii in comparatie cu obtinerea altor plante din care se extrag biocombustibili. Algele pot fi crescute in recipiente transparente plasate in desert sau pe acoperisul caselor. Ele nu au nevoie de teren si nu intra in competitie cu productia de alimente”, precizeaza Rauchfuss. Biologii au studiat si cateva tipuri de bacterii care pot produce hidrogen, dar algele, fiind plante, pot fi manipulate fara unelte speciale si fara niciun risc pentru oameni.
– „Hidrogenul produs de alge prin fotosinteza este, in mod garantat, cel mai ieftin si mai eficient combustibil regenerabil„
David Tiede,
cercetator principal al Departamentului Energiei, din SUA
Biouzina de hidrogen costa foarte putin
Pentru a umple o butelie cu hidrogen de 30 de litri sunt necesare trei-patru recipiente de sticla, asemanatoare damigenelor de la noi, pe fundul carora se plaseaza un strat de cativa milimetri de alge. Peste ele se pune apa, iar damigenele, expuse la soare, sunt inchise cu dopuri strapunse de furtune, pentru a capta gazul. Sigur, e nevoie si de o instalatie de racire-comprimare, capabila sa introduca hidrogenul in butelie, dar costurile intregii instalatii sunt minime si la indemana oricui. Savantii au numit aceasta miniuzina „fotobioreactor”, dar ea este la fel de simpla precum instalatiile artizanale de produs tuica si, in plus, e mai putin periculoasa. Cercetarile se extind acum, prin verificarea calitatilor de producatori de hidrogen a mai multor tipuri de alge, dar se estimeaza ca intregul sistem, cu prima doza de alge necesara pornirii, nu va costa mai mult de 10.000 de dolari, dupa ce va fi realizat la scara industriala.
Sursa: Adevarul
