Wetenschappers hebben kleine microbiële fabrieken gebouwd op basis van druppeltjes die waterstof produceren, in plaats van zuurstof, bij blootstelling aan daglicht in de lucht.

De bevindingen van het internationale onderzoeksteam van de Universiteit van Bristol en het Harbin Institute of Technology in China, worden vandaag gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Normaal gesproken, algencellen binden koolstofdioxide en produceren zuurstof door fotosynthese. De studie gebruikte suikerdruppels vol met levende algencellen om waterstof te genereren, in plaats van zuurstof, door fotosynthese.

Waterstof is potentieel een klimaatneutrale brandstof, biedt vele mogelijke toepassingen als toekomstige energiebron. Een groot nadeel is dat het maken van waterstof veel energie kost, er wordt dus gezocht naar groene alternatieven en deze ontdekking zou een belangrijke stap voorwaarts kunnen zijn.

Het team, bestaande uit Professor Stephen Mann en Dr. Mei Li van Bristol's School of Chemistry samen met Professor Xin Huang en collega's van het Harbin Institute of Technology in China, gevangen tienduizend of zo algencellen in elke druppel, die vervolgens samen werden gepropt door osmotische compressie. Door de cellen diep in de druppeltjes te begraven, zuurstofniveaus daalden tot een niveau dat speciale enzymen, hydrogenasen genaamd, inschakelde die de normale fotosyntheseroute kaapten om waterstof te produceren. Op deze manier, ongeveer een kwart miljoen microbiële fabrieken, meestal slechts een tiende van een millimeter groot, kan worden bereid in een milliliter water.

Om het niveau van waterstofontwikkeling te verhogen, het team bedekte de levende microreactoren met een dunne schil van bacteriën, die in staat waren om zuurstof op te vangen en daardoor het aantal algencellen verhoogden die waren voorbereid op hydrogenase-activiteit.

Hoewel nog in een pril stadium, het werk biedt een stap in de richting van fotobiologische ontwikkeling van groene energie onder natuurlijke aerobe omstandigheden.

Professor Stephen Mann, Co-directeur van het Max Planck Bristol Centre for Minimal Biology in Bristol, zei:"Het gebruik van eenvoudige druppeltjes als vectoren voor het beheersen van de organisatie van algencellen en fotosynthese in synthetische microruimten biedt een potentieel milieuvriendelijke benadering van waterstofproductie die we in toekomstig werk hopen te ontwikkelen."

Professor Xin Huang van het Harbin Institute of Technology voegde toe:"Onze methodologie is eenvoudig en moet kunnen worden opgeschaald zonder de levensvatbaarheid van de levende cellen aan te tasten. Het lijkt ook flexibel; we hebben onlangs grote aantallen gistcellen in de druppeltjes gevangen en de microbiële reactoren gebruikt voor de productie van ethanol."