‘Nhà máy’ vi sinh vật tạo năng lượng sạch - Ảnh 1.

Các tế bào tảo được gói gọn trong một giọt nước nhỏ, sản xuất ra hydro – Ảnh: Viện công nghệ Cáp Nhĩ Tân

Đây là kết quả nghiên cứu của nhóm hợp tác tại Đại học Bristol (Anh) và Viện công nghệ Cáp Nhĩ Tân (Trung Quốc), được công bố vào ngày 25-11 trên tạp chí Nature Communications, theo SciTechDaily.

Thông thường, các tế bào tảo dùng khí carbonic để sản xuất khí oxy thông qua quá trình quang hợp. Nghiên cứu này thì lại dùng các giọt nước đường chứa các tế bào tảo sống để sản xuất khí hydro thay vì oxy, cũng bằng quang hợp.

Khí hydro là một nhiên liệu tiềm năng cho mục tiêu cân bằng khí hậu, có thể là một nguồn năng lượng tương lai. Trở ngại lớn chính là sản xuất hydro tốn rất nhiều năng lượng, vì thế người ta tìm kiếm các năng lượng xanh để thay thế. Khám phá này sẽ mang đến một bước tiến quan trọng.

Nhóm nghiên cứu bẫy khoảng 10.000 tế bào tảo trong mỗi giọt nước, sau đó được nén thẩm thấu. Việc vùi các tế bào sâu bên trong các giọt nước giúp đẩy oxy thấp xuống mức khởi động các enzyme gọi là hydrogenase. Enzyme này khiến quá trình quang hợp thông thường chuyển sang sản xuất khí hydro.

Bằng cách này, khoảng 250.000 nhà máy vi sinh có thể gói gọn trong 1 ml nước. Để tăng lượng hydro, nhóm nghiên cứu phủ lên chúng một lớp vỏ mỏng vi khuẩn với khả năng “quét dọn” oxy, khiến tăng số lượng tế bào tảo phối hợp cùng nhau tạo ra hydro.

Tuy vẫn còn nằm ở giai đoạn sớm nhưng công trình mang tới một bước tiến về phát triển năng lượng xanh dưới điều kiện không khí bình thường.

“Việc dùng những giọt nước đơn giản như là các trung gian kiểm soát tổ chức tế bào tảo và quang hợp trong không gian cực kỳ nhỏ gợi mở một hướng tiếp cận tốt cho môi trường cho sản xuất hydro trong tương lai”, giáo sư Stephen Mann – đồng giám đốc Trung tâm vi sinh học Max Plank Bristol, chia sẻ.

“Phương pháp của chúng tôi rất dễ dàng và có khả năng mở rộng quy mô mà không gây suy yếu khả năng sống của các tế bào. Việc làm này cũng linh hoạt, ví dụ như chúng tôi gần đây cũng đã giữ một lượng lớn tế bào men trong các giọt nước và sử dụng chúng để sản xuất ethanol”, giáo sư Hoàng Hâm tại Viện công nghệ Cáp Nhĩ Tân cho biết thêm.