افزایش تولید هیدروژن فتوسنتزی با استفاده از سیانوباکتری‌ها
پژوهشگران روشی نوین برای افزایش تولید هیدروژن فتوسنتزی با استفاده از سیانوباکتری‌ها ارائه کرده‌اند. در این روش، سلول‌های زنده سیانوباکتری درون یک پلیمر ردوکس اصلاح‌شده با ویولوژن قرار داده شدند که به شکل یک لایه هیدروژلی نازک اطراف هر سلول را پوشش می‌دهد.
پژوهشگران روشی جدید برای افزایش تولید هیدروژن فتوسنتزی ارائه کرده‌اند. در این روش، سیانوباکتری‌های زنده درون یک پلیمر ردوکس اصلاح‌شده با ویولوژن قرار می‌گیرند. این پلیمر به شکل یک لایه نازک اطراف سلول‌ها عمل می‌کند.
حذف اکسیژن در محیط سلولی
با اعمال یک ولتاژ منفی کوچک، واحدهای ویولوژن در پلیمر فعال می‌شوند. آن‌ها اکسیژن تولیدشده در فتوسنتز را در همان نزدیکی سلول‌ها مصرف می‌کنند.
در نتیجه، یک محیط کم‌اکسیژن اطراف سلول‌ها ایجاد می‌شود. این شرایط از غیرفعال شدن آنزیم هیدروژناز جلوگیری می‌کند.
افزایش پایداری تولید هیدروژن
نتایج نشان داد این پلیمر می‌تواند اکسیژن حاصل از فتوسنتز را به‌خوبی حذف کند. در این فرایند، پراکسید هیدروژن مضر نیز تشکیل نمی‌شود.
در نتیجه، آنزیم‌های هیدروژناز فعال می‌مانند و تولید هیدروژن ادامه پیدا می‌کند.
نقش اصلاح ژنتیکی
کارایی این سامانه در سیانوباکتری‌های اصلاح‌شده بیشتر بود. در این سویه‌ها، هیدروژناز به‌طور مستقیم به فتوسیستم I متصل است.
این اتصال باعث افزایش پایداری و طول عمر تولید هیدروژن شد.
منبع تأمین الکترون
در شرایط نوری، این سلول‌ها به‌طور پیوسته هیدروژن تولید کردند. با افزایش اکسیژن، تولید کاهش یافت.
از آنجا که سوخت خارجی مانند گلوکز استفاده نشد، الکترون‌ها مستقیماً از شکافت آب در فتوسیستم II تأمین می‌شوند.
جمع‌بندی
این مطالعه نشان می‌دهد که مشکل اصلی تولید هیدروژن فتوسنتزی، مهار شدن آنزیم هیدروژناز توسط اکسیژن است. استفاده از پلیمرهای ردوکس می‌تواند این مشکل را حل کند و مسیر تولید هیدروژن پایدار و سبز را هموار سازد.
