Aktuální číslo:

2021/1

Téma měsíce:

Roboti

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.
Vondrejs Vladimír

Doporučujeme

Jeden trhák, co zaplatí náklady

Jeden trhák, co zaplatí náklady

Eva Bobůrková  |  4. 1. 2021
Po vysoké škole aspirantura, pak vojenská služba, návrat do ústavu na jaře 1987. Ale pak přišla turbulentní devadesátá léta. „V roce 1992 jsem se...
Autonomní zabijáci

Autonomní zabijáci

David Černý  |  4. 1. 2021
O životě a smrti na bitevním poli stále ještě rozhoduje člověk, i když samotné provedení smrtícího útoku se čím dál více svěřuje dronům a moderním...
Kriminalizace amatérské entomologie

Kriminalizace amatérské entomologie

Sběr a výzkum hmyzu má v České republice pevné kořeny a dlouholetou tradici. V současné době však zažívá těžké časy. Kromě odlivu zájmu mladých...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné