Kelemen Imola (szerk.): A Csíki Székely Múzeum Évkönyve 6. (Csíkszereda, 2010)
Természettudományok - Molnos Éva–Ábrahám Beáta–Mészáros Sándor–Muntean Ovidiu–Lányi Szabolcs: Hidrogén – a jövő energiája
folyamat legkényesebb pontja, amely a gazdaságosságot érinti leginkább, hogy nagyon alacsony a fényenergia hasznosításának mértéke. Ez egyrészt abból adódik, hogy a fotofermentorokban a fény eloszlása egyenetlen: egyes baktériumok nem jutnak elegendő energiához, míg mások a fényintenzitás növelése esetén éppen a túl sok energia miatt válnak hidrogén-termelésre képtelenné (a fényintenzitás adott hátáron túl károsíthatja a pigment-molekulákat, ezért a baktérium nem lesz képes megkötni a szükséges fényenergiát). E jelenség elkerülésére rendkívül nagy felületű fotofermentorok lennének szükségesek, azonban az ilyen nagy felület/térfogat arányú bioreaktorok megépítése és üzemeltetése nagyon költséges lenne.28 A probléma megoldására a közvetlen napfénnyel megvilágított és/vagy többrétegű fotobioreaktorok tervezése és üzemeltetése bizonyul ígéretesnek.29 A fentiekben ismertetett két fermentációs eljárás (sötétfermentáció és fotofermentáció) integrált rendszerben való együttes alkalmazása a máig tanulmányozott biológiai folyamatok bármelyikénél hatékonyabb hidrogén-termeléshez vezet. A technológiával kapcsolatos költségek azonban - az alapanyagként felhasználható hulladék mérhetetlen mennyiségekben való rendelkezésre állása ellenére is - egyelőre késleltetik úgy a kétszakaszos fermentáció, mint a két eljárás külön- külön való ipari alkalmazhatóságát.30 __________________________________________________________HIDROGÉN - A JÖVŐ ENERGIÁJA ■ Hazai viszonyok - helyi törekvések A fosszilis energiahordozók bizonyos földrajzi területekhez kötött előfordulásával szemben a megújuló energiaforrások egyenletesebb eloszlása a Földön elméletileg egyenlő eséllyel indítja útjára a világ valamennyi országát a zöld energia kutatásában és felhasználásában. A megújuló energiáért folytatott versengésben Románia meglehetősen egyedi helyzetben található: a megújuló energiaforrások rendelkezésre állnak, de a terület célirányos kutatása igen hangsúlytalan. A hiányos kutatás ellenére is, a gyakorlati alkalmazásban igen előkelő helyen állunk, a geomorfológiai, politikai és gazdasági adottságok lehetővé teszik a külföldi kutatások eredményeinek Románia területén való gyakorlati alkalmazását. így mára már több, megújuló energiaforrást hasznosító üzemmel és erőművel rendelkezünk, némelyek európai viszonylatban is tiszteletreméltóak. Mindennek a hátterében azonban igen elenyésző mértékben állnak hazai kutatások, és a világ tudományos áramlatából való kiesés távlatilag nem egy követendő irány. A hazai tudományos kutatás egyik ilyen „mostohaterülete” éppen a biohidrogén előállításának tanulmányozása, mely világviszonylatban az egyik legaktuálisabb kutatási irány. Ilyen kontextusban vállalkozott csoportunk egy, a hidrogéntermelő baktériumok tenyésztésére alkalmas bioreaktor megépítésére és üzemeltetésére laboratóriumi körülmények között, melynek segítségével tanulmányozható a hidrogéntermelés folyamata. Ehhez azonban nélkülözhetetlen a kiválasztott hidrogéntermelő baktériumok kinetikai viselkedésének megismerése, hogy a rendszer azok igényeihez igazítva kerüljön megtervezésre. A kitűzött célnak megfelelően, elsődleges kísérleteinkkel a hidrogenáz, illetve a nitrogenáz enzimekre alapozott hidrogéntermelő rendszereket kívántuk vizsgálni, tanulmányozni azt, hogy a fotoszintetikus baktériumok milyen mértékben képesek hasznosítani a különböző szerves savakat, keletkezhetnek-e olyan metabolitok a sötét fermentáció során, melyek gátolják a fotoszintetikus baktériumok szaporodását, hidrogéntermelését. Mindezekből következik, hogy célunk mindenképpen az átfogóbb megközelítés, mely felöleli mind a sötétfermentációt, mind a fotofermentációt, mind pedig a két eljárás együttes alkalmazását. Kísérleteink sorát a még világviszonylatban is legkevésbé kutatott területtel, a fotofer- mentációval nyitottuk meg, ezen belül pedig alanyként - egyedi tulajdonságai miatt - a Thiocapsa roseopersicina anaerob bíbor kénbaktériumot választottuk. A kiválasztott Gramm-negatív baktérium élőhelyét tekintve vízi környezetet kedvel, rendszerint tavak, kénes források és tengerek oxigénmentes mélységeiben tenyészik. Mivel egy sejten belül többféle hidrogenáz enzimmel, illetve nitrogenáz enzimmel is rendelkezik, sok szakember „világrekorderként” tartja számon.31 28 DAS ET AL. 2008, 57-67. 29 CHEN ET AL. 2009, 6889-6895. 30 DAS ET AL. 2008, 57-67; DAVILA-VAZQUEZ ET AL. 2008, 27-45. 511
