中英科学家研发特殊液滴 生物制氢成为可能

2020-11-26 15:11:54 科创板日报

财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,据报道,哈尔滨工业大学和英国布里斯托大学的国际研究团队建立了基于液滴的微生物“微小工厂”,当暴露在空气中的日光下时,可以产生氢气,而不是氧气。该研究成果已于25日刊登在了《自然-通讯》科学期刊上。

氢是一种潜在的气候中性燃料,可为未来能源提供许多可能的用途。不过,一个主要的缺点是制造氢需要使用大量的能源,所以科学家们一直在寻找绿色的替代品,而此次的发现就可能是向前迈出的重要一步。

据悉,此次该团队创造出了能产生氢气的活性液滴,为未来的替代能源铺平了道路。在正常情况下,藻类细胞通过光合作用固定二氧化碳并产生氧气。而这项研究利用活的藻类细胞糖滴,通过光合作用产生氢气,而不是氧气。

具体而言,该团队在每滴液滴中捕捉了一万个左右的藻类细胞,然后通过渗透压迫将它们挤在一起。通过将细胞深埋在水滴内,氧气水平下降到一定程度,产生了名为氢酶的特殊酶,它能利用正常的光合作用途径来产生氢气。这样一来,在一毫升的水中就可以制备出大约25万个微生物工厂,这些工厂的大小通常只有十分之一毫米。

为了提高氢的生成水平,研究小组在活的微反应器上覆盖了一层薄薄的细菌外壳,这些细菌能够清除氧气,因此增加了为氢化酶活动准备的藻类细胞数量。虽然该研究还处于早期阶段,但这种技术为光生物绿色能源开发提供了重要基础。

布里斯托大学极简生物学中心联合主任Stephen Mann说:“利用简单的液滴作为载体,在人工微空间中控制藻类细胞的组织和光合作用,提供了一种潜在的环境友好的制氢方法,我们希望在未来的工作中加以发展。”

“我们的方法很简单,应该能够在不损害活细胞生存能力的情况下扩大规模。它看起来也很灵活,例如我们最近还在液滴中捕获了大量的酵母细胞,并将微生物反应器用于生产乙醇。”哈尔滨工业大学的黄鑫教授补充道。

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