Znajdź zawartość

Nasza planeta zawiera ograniczone ilości surowców. Niektórych wystarczy jeszcze na długo, ale rzadkich metali nigdy nie było dość, a wzrastające zapotrzebowanie każe szukać innych metod wydobycia i odzysku. Z pomocą mogą nam przyjść pospolite bakterie. Do najcenniejszych surowców zalicza się metalu z grupy platynowców, na przykład pallad. Jak wszystkie platynowce, posiada wyjątkowe właściwości chemiczne, które wykorzystywane są w produkcji katalizatorów. Pallad znajduje się na przykład w urządzeniach do wychwytywania dwutlenku węgla, czy odzyskiwania chromu. Podaż palladu nigdy nie nadążała za popytem, a niewielkie jego zasoby każą szukać sposobów na odzyskiwanie go ze zużytych urządzeń. Skłania do tego zarówno ekologia, jak i prosty rachunek ekonomiczny. Naukowcy ze School of Biosciences (Szkoły Bionauk) na University of Birmingham opracowali wyjątkowy sposób ekologicznego, biologicznego odzyskiwania palladu z odpadów przemysłowych. W roli wyjątkowo skutecznego „małego chemika" występują pospolite bakterie glebowe Desulfovibrio desulfuricans. Potrafią one działać jak biokatalizatory i redukować dostępny pallad do metalicznych nanocząsteczek. W ostatnich badaniach udało się rozpracować mechanizm tego zjawiska i odpowiedzialne za niego cząsteczki, obecne na powierzchni bakterii. Redukcji palladu dokonuje enzym hydrogenaza, przyłączając cząsteczki metalu. Bakterie pokryte taką metaliczną warstwą określane są jako „BioPd" („BioPallad"). Rewelacją jest to, że taki BioPallad nie wymaga żadnych dalszych procesów, może być bowiem bezpośrednio używany do wytwarzania katalizatorów, na przykład oczyszczających środowisko z chromu, powszechnie używanego przy produkcji farb. BioPd wykaże swoją przydatność również przy produkcji czystej energii, ponieważ można go użyć do wytwarzania wodorowych ogniw paliwowych i wytwarzania czystej ekologicznie energii. Doktor Kevin Deplanche, główny autor studium, zapowiada, że jego celem jest opracowanie technologii, pozwalającej w jednym kroku biologicznie przetwarzać przemysłowe odpady w cenne katalizatory.

Doktor Fraser Armstrong i jego zespół z Oxford University wynaleźli interesujące ogniwo paliwowe, które może zrewolucjonizować sposób uzyskiwania energii. Nowe ogniwo nie wymaga wykorzystujących platynę katalizatorów ani membran oddzielających paliwo od siebie. Ogniwo składa się z dwóch elektrod pokrytych wrażliwymi na tlen enzymami hydrogenazy. Przymocowano je do elektrod za pomocą silnych wiązań kowalencyjnych i niekowalencyjnych, które umożliwiają szybki transport elektronów. Elektrody i enzymy umieszczone są w pojemniku z powietrzem, w którym znajduje się 3% wodoru. Testy wykazały, że prototypowe ogniwo może zasilać zegarek. To dopiero czubek góry lodowej, ale badania te będą miały poważne konsekwencje w przyszłości. Zostało jeszcze dużo do zrobienia, zanim wykorzystujące enzymy ogniwa paliwowe wejdą do codziennego użycia – mówi Armstrong. Pomysł wytwarzania energii z powietrza przy użyciu hydrogenazy jest nowy, chociaż naukowcy od lat badają enzymy pod kątem ich właściwości katalitycznych. Hydrogenaza ulega uszkodzeniu pod wpływem tlenu, my opracowaliśmy jednak hydrogenazę odporną na tlen. Armstrong zauważa, że dotychczas ogniwa paliwowe wymagały użycia platyny lub innego rzadkiego metalu. Dzięki hydrogenazie można z nich zrezygnować.