Aktuální číslo:

2018/7

Téma měsíce:

Co kdyby…

Hledání živého generátoru vodíku

Investovat do výzkumu řas stojí za to
 |  11. 5. 2006
 |  Vesmír 85, 261, 2006/5

Obrovské množství vodíku nám ze Země před miliardami let uteklo do vesmírného prostoru. Škoda, teď by se nám hodil. S vodíkem se totiž počítá jako s ekologickým palivem do motorů budoucnosti. Kromě velkého množství energie, která se uvolní při jeho slučování s kyslíkem, je totiž významný i zcela nezávadný konečný produkt reakce, voda. Jak ale získat vodík ekonomicky únosným způsobem? Elektrolýza vody pochopitelně nepřichází v úvahu. Pracovníci Weizmannova ústavu vyvinuli nový postup rozkladu vody využívající sluneční záření. V obří věži asi 2000krát „zahušťují“ sluneční energii zrcadly a vyhřívají oxid zinečnatý (ZnO) a dřevěné uhlí na 1200 °C. Za těchto podmínek vznikne plynný zinek a oxid uhelnatý (CO), který může být dále spalován. Zinek kondenzuje v podobě jemného prášku vhodného do baterií nebo pro rozklad vody. Za určitých podmínek uvolní zinek z vody vodík a sám oxiduje na oxid zinečnatý, který lze použít opakovaně. Kouzelné na tomto postupu je, že sluneční energie může být uložena a transportována formou práškového zinku a přeměněna, kde a kdy libo.

Snad ještě zajímavější generátor na výrobu vodíku poháněný sluncem slibuje J. Craig Venter, jehož kontroverzní, leč efektivní účast v závodech o sekvencování lidského genomu jsme roku 2003 všichni sledovali se zájmem (Vesmír 85, 95, 2006/2). Venter opustil sekvencování a odjel na své jachtě na cestu kolem světa, odkud si přivezl obrovskou sbírku mořských organizmů. Jejich genomy skrývají mimo jiné i potenciálně zajímavé součástky živého vodíkového generátoru. S podporou mexického miliardáře A. R. Graza založil Venter novou společnost Synthetic Genomic Inc., která si vytkla dva hlavní cíle: konstrukci mikroorganizmu na výrobu ethanolu a konstrukci živých generátorů vodíku. I když z minulosti známe Venterova bombastická prohlášení, v tomto případě nikdo nepochybuje, že ví, co říká. Řada vědeckých týmů totiž potvrdila, že řasy mají výrobu vodíku v popisu práce, a je tudíž třeba hledat jen vhodné podmínky a upravit vybraný kmen, aby to dělaly co nejefektivněji.

Poslední gól v této oblasti ohlásili nedávno E. Melis a spolupracovníci, kteří zkonstruovali kmen řas C. reinhardtii se zkrácenými chlorofylovými anténami. Jeho buňky jsou průsvitnější a efektivněji využívají sluneční energii. V kultuře pronikne světlo do hlubších vrstev, takže se na procesu podílí více buněk. Kultura chvíli syntetizuje a chvíli produkuje vodík, protože hydrogenáza, enzym, který katalyzuje produkci vodíku, nefunguje v přítomnosti kyslíku potřebného pro fotosyntetickou fázi. E. Melis a T. Seifert navíc objevili, že přepnout z produkce oxidu uhličitého (CO2) na H2 lze při nedostatku zdroje síry v médiu. I když se jim podařilo zvýšit produkci vodíku stotisíckrát, stále to nestačí. Je třeba dosáhnout dalšího stonásobného zvýšení, aby byl proces průmyslově zajímavý. Společně teď s Venterem pracují na úpravě kmene, která by umožnila zvýšenou produkci vodíku bez přerušování. Počítá se například s použitím výkonnější hydrogenázy a s modifikací tvorby membránových kanálů, které pumpují protony ven z thylakoidů. Zdrojem genů by mohl být genofond z Venterovy cesty kolem světa.

Japonci prý počítají s tím, že jimi proponované ekologické megaměsto v pyramidě z karbonových rour bude zásobováno energií z pohybů mořské hladiny, větru a vodíku, takže mezi odběrateli vodíku by nebyli jen řidiči automobilů. Venter a jeho spolupracovníci si navíc uvědomují, že produkce vodíku je jen jeden z procesů, kterými by řasy mohly posloužit lidstvu. Investovat dnes do výzkumu řas stojí rozhodně za to.

Ke stažení

O autorovi

Vladimír Vondrejs

Doc. RNDr. Vladimír Vondrejs, CSc., (*1937) vystudoval chemii na Přírodovědecké fakultě UK v Praze. Na několika vysokých školách v Čechách a na Slovensku zaváděl výuku molekulární biologie. Na katedře genetiky a mikrobiologie PřF UK zavedl genové inženýrství. Postupně se věnoval výzkumu buněčného cyklu, rozvoji metod genových modifikací a reparaci DNA u mikroorganismů. S velkým zaujetím se ve volném čase věnuje malování a sochaření.

Doporučujeme

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Ondřej Vrtiška  |  16. 7. 2018
Manželé Hana a Dalimil Dvořákovi se seznámili v laboratoři. A nebylo to naposledy, co zaujetí pro organickou chemii ovlivnilo jejich životy i mimo...
Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

John Smellie  |  16. 7. 2018
Antarktida je rozlehlá pustina pokrytá největším ledovým příkrovem světa, který obsahuje asi 90 % globálních zásob sladké vody. Funguje jako obří...
Ztracený potápník

Ztracený potápník uzamčeno

Josef Lhotský  |  16. 7. 2018
„Konference jsou od toho, abys tam navazoval styky a chlastal,“ řekl mi kdysi… — Povídka proplétající osudy tří velkých postav biologie.

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné