Un pas vers la production durable d'hydrogène avec des cyanobactéries
Un microenvironnement sans oxygène protège les enzymes sensibles
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Améliorer la production photosynthétique d'hydrogène à l'aide de cyanobactéries - une équipe de recherche de l'Université de Kassel, de la Ruhr-Universität Bochum et de l'Universidade Nova Lisbonne (Portugal) a développé une méthode pour y parvenir. L'étude, publiée dans la revue spécialisée Angewandte Chemie International Edition, pourrait contribuer à la production d'énergie propre.
Les cyanobactéries (communément appelées "algues bleues") sont capables, dans certaines conditions, de produire de l'hydrogène en recourant à la photosynthèse - une approche prometteuse pour la production d'énergie propre. Cependant, l'oxygène produit par la photosynthèse inhibe l'activité de certaines enzymes, appelées hydrogénases, nécessaires à la production d'hydrogène. Jusqu'à présent, les approches visant à éliminer l'oxygène étaient soit inefficaces, soit nécessitaient l'utilisation de produits chimiques et d'hydrates de carbone supplémentaires, ce qui compromettait la durabilité du processus.
La protection permet une production continue d'hydrogène
L'équipe du professeur Wolfgang Schuhmann de Bochum, du professeur Kirstin Gutekunst de Kassel et du docteur Felipe Conzuelo de Lisbonne a désormais trouvé une solution : En intégrant des mutants de cyanobactéries dans un polymère redox spécial déposé sur une électrode, les cellules peuvent être protégées de l'oxygène. Le polymère contient des groupes de viologènes qui sont réduits par l'application d'un potentiel électrique et qui décomposent ainsi efficacement l'oxygène dans l'environnement des cellules.
Le système crée un microenvironnement sans oxygène directement autour des cellules, de sorte que les hydrogénases restent actives et peuvent produire de l'hydrogène en continu. "Il s'agit d'une étape importante vers une production biotechnologique d'hydrogène durable et évolutive", explique-t-on au sein de l'équipe de recherche.
Des cyanobactéries génétiquement optimisées augmentent l'efficacité
L'utilisation de cyanobactéries génétiquement modifiées a été particulièrement fructueuse. Dans ces mutants, l'hydrogénase est directement couplée génétiquement au photosystème I de la photosynthèse. Ces mutants ont montré une production d'hydrogène nettement plus longue et plus stable par rapport aux cellules de type sauvage dans le polymère.
Le biophotovoltaïque pour la production d'hydrogène vert
Les résultats de l'étude ouvrent de nouvelles possibilités pour le développement de systèmes biophotovoltaïques qui convertissent directement la lumière du soleil en hydrogène. "Notre approche combine les avantages des cellules vivantes - comme l'autoréparation et la longévité - avec la précision des systèmes électrochimiques", explique Kirstin Gutekunst.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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