Nakarm auto... cukrem

Zespół chemików z uczelni Virginia Tech (odpowiednik polskiej politechniki) opracował proces pozwalający na przekształcanie pochodzącej z roślin skrobi w wodór, który następnie można wykorzystać np. do zasilania samochodów. Do przeprowadzenia stosownej reakcji wystarcza woda, odpowiednio przygotowane enzymy oraz, oczywiście, fragmenty roślin. Jedynymi produktami procesu są dwa gazy: wodór oraz dwutlenek węgla.

Zdaniem twórców nowatorskiej metody, rozwiązuje ona trzy najważniejsze problemy, które dotychczas stały na przeszkodzie upowszechnieniu stosowania wodoru jako paliwa samochodowego. Mowa o kosztach produkcji tego gazu, problemach z bezpiecznym jego przechowywaniem oraz dystrybucją.

Szef badaczy, dr Percival Zhang, określa odkrycie jako rewolucyjne. Otwiera to zupełnie nowy kierunek badań nad wodorem. Wraz z rozwojem tej technologii wprowadzenie do użycia pojazdów napędzanych cukrem stanie się ostatecznie możliwe.

Wodór od dawna jest rozważany jako potencjalny następca pochodnych ropy naftowej, które dziś niepodzielnie dominują na rynku paliw dla samochodów. Dotychczas jednak niewiele było metod bezpiecznej, wydajnej i taniej produkcji tego gazu. Dodatkowo większość z nich opierała się na przeróbce paliw kopalnych, co w żaden sposób nie rozwiązywało problemu wyczerpujących się zasobów tych surowców. Z tego powodu na całym świecie wciąż trwają intensywne badania nad wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii do wytwarzania paliwa wodorowego. Istnieje szansa, że odkrycie naukowców z Virginia Tech stanie się ważnym krokiem naprzód w tej dziedzinie.

Dr Zhang i jego koledzy twierdzą, że opracowali najwydajniejszy i najbardziej obiecujący z opracowanych dotychczas systemów produkcji wodoru z biomasy roślinnej. Do tej pory wykorzystywali oni do tego celu głównie występującą obficie w niektórych gatunkach skrobię, lecz prawdziwym wyzwaniem jest dla nich opracowanie technologii wykorzystania celulozy. Ta ostatnia ma bardzo podobną strukturę do skrobi, lecz struktura wiązań chemicznych w jej cząsteczkach znacznie utrudnia przeprowadzenie wydajnego procesu rozpadu. Optymalizacja wykorzystania celulozy mogłaby okazać się kolejnym kamieniem milowym w tej dziedzinie - dziś jest ona uznawana za odpad, dzięki czemu w przyszłości możliwe byłoby pozyskiwanie tego surowca po wyjątkowo korzystnych cenach.

W ramach eksperymentu naukowcy skonstruowali specjalny reaktor, w którym badali mieszaninę trzynastu enzymów zdolnych do rozkładu skrobi. Warunki procesu dobrano tak, by wytwarzane były w nim jedynie dwa produkty: dwutlenek węgla oraz, co najważniejsze, wodór. W efekcie uzyskano produkt w stężeniu trzykrotnie wyższym niż w analogicznym procesie z wykorzystaniem mikroorganizmów fermentujących.

Niestety, jak zaznacza szef zespołu, wydajność procesu jest wciąż zbyt niska, by umożliwić opłacalną produkcję paliwa wodorowego na masową skalę. Z tego powodu badacze pracują nad optymalizacją wspomnianego procesu. Głównym ich celem jest obecnie selekcja enzymów, które mogłyby pracować w wyższych temperaturach, dzięki czemu przeprowadzana reakcja zachodziłaby szybciej. Drugim ważnym kierunkiem badań jest wspomniana wcześniej próba stworzenia technologii opartej na kontrolowanym rozkładzie celulozy.

Główny autor badań twierdzi, że potrzeba jeszcze około 8-10 lat, zanim uzyskiwanie wodoru tą metodą będzie mogło zostać wprowadzone na rynek. Nieco bardziej optymistycznie postrzega szansę na upowszechnienie wykorzystania wodoru do zasilania drobniejszych urządzeń, takich jak telefony komórkowe czy laptopy. Zdaniem dr. Zhanga, potrzeba na to od trzech do pięciu lat. Trzymamy kciuki.

skrobia paliwo wodór pochodne ropy dr Percival Zhang celuloza dwutlenek węgla enzymy Virginia Tech