تولید هیدروژن از جلبک سبز

سهم جلبک‌ها در تولید هیدروژن

دست یابی به انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر یکی از بزرگترین دغدغه‌های دولت‌ها و جوامع علمی امروز است. در بین این منابع تجدیدپذیر، هیدروژن یکی از منابع مهم و شناخته شده در جهان برای انرژی‌های جایگزین است که می‌تواند آینده پاک جهان را تحت الشعاع خود قرار دهد.

استخراج هیدروژن از جلبک

اهمیت هیدروژن باعث شده است تا تلاش‌های متعدد برای تأمین این انرژی پاک انجام شود و تلاش برای یافتن منابع جدید، فراوان و البته پاک برای دستیابی به آن گسترش پیدا کند تا بتوان به تولید این گاز سرعت بیشتری داد. در این میان محققان کشف کرده‌اند که فرایند فتوسنتز در جلبک‌های سبز با تولید مقادیری از هیدروژن همراه است که می‌توان با بهینه‌تر و کارآمدتر کردن این فرایند، به منبعی مطمئن برای تولید هیدروژن به عنوان یک سوخت پاک دست پیدا کرد.

جهان نیاز دارد تا جایگزین‌های مطمئنی برای سوخت‌های فسیلی پیدا کند و از آن‌ها برای تولید سوخت استفاده کند. در این بین انرژی حاصل از خورشید یکی از بهترین منابع است که نه تنها آلودگی به همراه ندارد، تا سال‌های بسیاری هم می‌توان از آن بهره‌برداری کرد. اگر بتوان سوخت‌های پاکی مانند هیدروژن را از خورشید دریافت کرد، به یکی از منابع مهم انرژی‌های تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست دست یافته‌ایم.

هیدروژناز، آنزیمی که طی فرایند فتوسنتز تولید می شود

یکی از راههای بیولوژیکی تولید هیدروژن از طریق انرژی خورشید، استفاده از میکروارگانیسم های فتوسنتزی است. در این فرایند، به وسیله نور خورشید، آب به یون های هیدروژن (H+) و الکترون تجزیه و به تولید یک آنزیم خاص با نام هیدروژناز منتهی می شود که این فرایند در نهایت به تولید هیدروژن ختم می‌گردد.

جالب است بدانید این فرایند در سیانوباکتریها و جلبکهای سبز نیز اتفاق می افتد که می توانند با استفاده از انرژی خورشیدی در فرایند فتوسنتز و به طور طبیعی از طریق متابولیسم خود به تولید هیدروژن بپردازند. به همین دلیل است که جلبک‌های سبز برای تولید هیدروژن مورد توجه قرار گرفته‌اند.

امیدواری محققان به جلبک سبز

تولید هیدروژن از جلبکهای سبز موضوع تدیید شده‌ای است که سابقه کشف آن به اواسط قرن بیستم بازمی گردد اما تمرکز عمده محققان تلاش برای معرفی ان به عنوان یک منبع تجدیدپذیر برای تولید سوخت پاک هیدروژن است و مشکل اصلی پیش روی این کار، بهره‌وری پایین این پروسه است، به عنوان مثال، مقدار انرژی که توسط یک جلبک برای تولید هیدورژن جذب می شود، در نهایت یک آنزیم است که توانایی استفاده از نور خورشید برای تجزیه آب به الکترون، یون های هیدروژن و اکسیژن را دارد.

محققان در این زمینه مطالعات بسیاری انجام داده‌اند تا بفهمند چگونه می‌توان طی فرایند فتوسنتزه یک جلبک سبز، به تولید هیدروژن دست یافت. آنها با مطالعه روی دو گونه مختلف جلبک سبز این فرایند را بررسی کرده و نشان داده اند که میزان و فعالیت فتوسنتزی در شرایط مختلف به صورت‌های گوناگونی انجام می شود که در نتیجه تولید هیدروژن را تحت تاثیر قرار می دهد. اما در همه آزمایش ها و مطالعات یک نکته ثابت بود و آن هم این که طی فرایند فتوسنتزی که در جلبک سبز صورت می گیرد، مقدار قابل توجهی از انرژی جذب شده به هیدروژن تبدیل می شود.

این امر به این معناست که حجم زیادی از هیدورژن تولید شده به طور مستقیم توسط نور خورشید هدایت می شود. این کشف به محققان این نوید را می دهد که می توان در آینده کنترل بیشتری بر فرایند فتوسنتز جلبک سبز اعمال کرد و در نتیجه بهره‌وری ان را نسبت به آنچه امروز دارد، به میزان قابل توجهی بالاتر برد.

منبع: مجله دانش بنیان