中英科學家研發特殊液滴 生物制氫成為可能

2020-11-26 科創板日報

財聯社(上海,編輯 黃君芝)訊,據報導,哈爾濱工業大學和英國布裡斯託大學的國際研究團隊建立了基於液滴的微生物「微小工廠」,當暴露在空氣中的日光下時,可以產生氫氣,而不是氧氣。該研究成果已於25日刊登在了《自然-通訊》科學期刊上。

氫是一種潛在的氣候中性燃料,可為未來能源提供許多可能的用途。不過,一個主要的缺點是製造氫需要使用大量的能源,所以科學家們一直在尋找綠色的替代品,而此次的發現就可能是向前邁出的重要一步。

據悉,此次該團隊創造出了能產生氫氣的活性液滴,為未來的替代能源鋪平了道路。在正常情況下,藻類細胞通過光合作用固定二氧化碳並產生氧氣。而這項研究利用活的藻類細胞糖滴,通過光合作用產生氫氣,而不是氧氣。

具體而言,該團隊在每滴液滴中捕捉了一萬個左右的藻類細胞,然後通過滲透壓迫將它們擠在一起。通過將細胞深埋在水滴內,氧氣水平下降到一定程度,產生了名為氫酶的特殊酶,它能利用正常的光合作用途徑來產生氫氣。這樣一來,在一毫升的水中就可以製備出大約25萬個微生物工廠,這些工廠的大小通常只有十分之一毫米。

為了提高氫的生成水平,研究小組在活的微反應器上覆蓋了一層薄薄的細菌外殼,這些細菌能夠清除氧氣,因此增加了為氫化酶活動準備的藻類細胞數量。雖然該研究還處於早期階段,但這種技術為光生物綠色能源開發提供了重要基礎。

布裡斯託大學極簡生物學中心聯合主任Stephen Mann說:「利用簡單的液滴作為載體,在人工微空間中控制藻類細胞的組織和光合作用,提供了一種潛在的環境友好的制氫方法,我們希望在未來的工作中加以發展。」

「我們的方法很簡單,應該能夠在不損害活細胞生存能力的情況下擴大規模。它看起來也很靈活,例如我們最近還在液滴中捕獲了大量的酵母細胞,並將微生物反應器用於生產乙醇。」哈爾濱工業大學的黃鑫教授補充道。

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