Chimiștii au obținut hidrogen din firimituri, deschizând o ușă către o industrie chimică mai sustenabilă. Un studiu recent, publicat în revista Nature Chemistry, arată că deșeurile alimentare, concret, firimiturile de pâine ar putea înlocui combustibilii fosili ca sursă de hidrogen. Procesul inovator combină fermentația bacteriană cu cataliza metalică, transformând risipa alimentară în compuși chimici valoroși.
O alternativă „verde” pentru o nevoie uriașă
Hidrogenul este esențial în producția de alimente, plastic și medicamente. Problema este că hidrogenul utilizat în prezent provine, în mare parte, din combustibili fosili, cu un impact major asupra mediului, generând cantități mari de dioxid de carbon. De aceea, găsirea unor alternative „verzi” este crucială. Cercetătorii au explorat o soluție inspirată din natură. Multe bacterii produc hidrogen în mod natural, în absența oxigenului.
Ideea a fost de a integra acest hidrogen biologic într-un sistem chimic compatibil, eliminând nevoia de combustibili fosili. „Principala provocare a fost găsirea unui catalizator care să funcționeze într-un sistem viu, în apă, la temperaturi moderate și fără a afecta celulele. A trebuit să echilibrăm ambele componente: un catalizator stabil într-un mediu biologic complex și microorganisme care să rămână active”, a explicat Dr. Stephen WALLACE, unul dintre cercetători. Echipa a cultivat bacterii E. coli într-un mediu cu glucoză, adăugând un catalizator pe bază de paladiu. Reacția a avut loc la 37°C timp de 24 de ore, obținându-se produsul dorit cu un randament de 94%.
Firimituri de pâine, cheia succesului
Pentru a face procesul mai sustenabil, cercetătorii au înlocuit glucoza cu o sursă mai ieftină: resturi de pâine. Enzimele microbiene au descompus carbohidrații complecși din firimituri în glucoză, care a fost apoi utilizată de bacterii pentru a produce hidrogen. Mai mult, unele tulpini de E. coli au fost modificate genetic pentru a produce direct compușii necesari reacției. „Este o abordare genială. Practic, folosesc capacitatea celulară de sinteză pentru a genera orice substrat necesar”, spune Dr. Simone MORRA, biotehnolog.
Rezultatele arată o reducere de trei ori a emisiilor de gaze cu efect de seră față de metodele bazate pe combustibili fosili. În cazul utilizării firimiturilor de pâine, impactul asupra încălzirii globale a scăzut cu peste 135%, ceea ce indică un bilanț carbon-negativ. Cercetătorii lucrează acum la extinderea tipurilor de reacții posibile și la utilizarea altor forme de deșeuri biologice.
„În prezent funcționează cel mai bine pentru molecule mai simple. Pentru a deveni viabilă industrial, trebuie să îmbunătățim eficiența, să extindem sistemul biologic și să dezvoltăm catalizatori mai stabili și mai accesibili”, a adăugat Dr. WALLACE.
