强大氢气生产器-蓝藻菌

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强大氢气生产器-蓝藻菌

来源: | 作者:xaqiti.com | 发布时间: 2019-07-29 | 2555 次浏览 | 分享到:

研究人员发表在ScientificReports的最新发现涉及一种被称为蓝杆菌51142的蓝藻，也被称为蓝绿藻，它可以产生氢气——这是可再生能源发展的重点，也是世人瞩目的焦点。Bernstein说：“这种微生物可快速产生大量氢气，可用作产氢过程的催化剂。”

11月25日讯，微生物利用阳光、水和碳氮等元素来生存，不同微生物之间存在细微的差别。虽然这种差别与我们的生活关系不大，但随着人口增长，能源需求扩张，我们需要开始了解这些。
“它们的最终目的是从太阳、水分中吸收能量，生成可供自身生长利用的能量，”美国能源部太平洋西北实验室(PNNL)的微生物学家Alex Beliaev说，“在这个过程中我们了解的越多，我们就能以更加简单经济的方式制备可再生能源。生产清洁能源的生物可以为我们提供思路。”

研究人员发表在Scientific Reports的最新发现涉及一种被称为蓝杆菌51142的蓝藻，也被称为蓝绿藻，它可以产生氢气——这是可再生能源发展的重点，也是世人瞩目的焦点。
PNNL的科学家们发现，机体利用意想不到的能量源产生氢气。研究者们已经知道蓝藻菌利用在生长过程中储存的糖分产氢。而在这项研究中，蓝藻菌直接利用阳光和水制造氢从而产生二次能源!

蓝藻：生命及能源生产中心
23亿年前，蓝藻菌等生物通过生产氧气在地球上存活。他们还将丰富的氮转化为大气中对地球上所有植物的生命至关重要的含氮矿物质。Bernstein(PNNL著名的博士后研究员)认为，这是个了解和改进地球上生命的极好开端。

这些生物大多配备了固氮酶，可将惰性气体氮转变为对植物和其他生物更有用的形式。长期以来，科学家们发现固氮酶产生少量的氢分子。而当氮气不充足时，有机体就会产生氢气。固氮酶的这种功能正是Bernstein 和Beliaev等科学家的研究重点。

该团队在生物反应器中放置蓝杆菌51142数周，并提供24小时灯照和有限的氮气。该小组使用一系列高科技设备，将其把光能量转化为氢过程中产生的复杂微小的变化记录下来。科学家们在EMSL实验室进行了许多分析实验，来“监视”反应过程中有机体的基因和蛋白质。
该研究团队进行了一项“多组学实验”，研究基因组学、转录组学和蛋白质组学的生物活性，以及其反应动力学。蓝藻菌开启固氮酶蛋白的活性时，科学家们在8个独立的时间超过48个小时的进程中对5303个基因和1360个蛋白质仔细审查，整个过程中限制供氮。

科学家们发现，除了借鉴其先前储存的能量，蓝藻菌捕获光并用此来分解水以实时生成氢气。生物体的一部分通过收集光的能量来创造能量，另一部分同时利用该能量产生氢气。

强力制氢
科学家们发现，蓝藻菌是强大的氢气生产器，其产氢速度要高于其他已知自然系统。
Bernstein说：“这种微生物可快速产生大量氢气，可用作产氢过程的催化剂。”制氢的酶需要大量能量。真正的问题是，这种酶是如何建立能量收支平衡的然后，我们如何设计和控制它来制造可再生燃料和推进生物技术?Beliaev和同事的研究表明光合作用与固氮酶可协同产氢，他们的研究目的主要是了解在本质上的基本过程，进而学习设计和控制复杂的生物系统。

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