Рэвалюцыйная хімічная рэакцыя: вучоныя адкрылі спосаб ператварыць хлеб у вадарод
- 3.04.2026, 21:45
Гэта альтэрнатыва аднаму з найбольш распаўсюджаных працэсаў хімічнай вытворчасці.
Новае даследаванне паказвае, што хлебныя крошкі могуць замяніць выкапнёвае паліва як крыніцу вадароду ў адной з найбольш распаўсюджаных хімічных рэакцый, якія выкарыстоўваюцца ў хімічнай вытворчасці.
Новы працэс спалучае натуральныя працэсы ферментацыі ў бактэрыях з металічным каталізам, каб атрымліваць цэлы шэраг каштоўных хімічных прадуктаў з простых харчовых адходаў, паведамляе «Фокус».
Гідрагенізацыя, або гідраванне, — гэта хімічная рэакцыя, падчас якой малекула вадароду далучаецца да арганічнага рэчыва. Падчас рэакцыі малекула вадароду далучаецца да падвойнай або патройнай сувязі малекулы. Гэта базавая рэакцыя ў вытворчасці харчовых прадуктаў, пластыкаў і пры сінтэзе лекавых прэпаратаў.
Але большасць вадароду, які выкарыстоўваецца ў гэтай рэакцыі, атрымліваюць з выкапнёвага паліва з дапамогай бруднага і энергаёмістага працэсу, які называецца паравым рэфармінгам. У выніку гэтага працэсу выкідваецца ад 15 да 20 кілаграмаў вуглякіслага газу на кожны кілаграм вырабленага вадароду. Таму гідрагенізацыя з'яўляецца велізарнай праблемай для хімічнай прамысловасці, і вучоныя шукаюць больш экалагічныя альтэрнатывы.
Даследчыкі з Эдынбургскага ўніверсітэта вырашылі высветліць, ці можна выкарыстаць біялогію для вырашэння хімічнай праблемы. Шмат якія бактэрыі натуральным чынам выпрацоўваюць вадарод, калі ім даводзіцца дыхаць без кіслароду, і выдзяляюць яго ў навакольнае асяроддзе. Калі б гэта можна было звязаць з сумяшчальнай хімічнай сістэмай, тэарэтычна было б магчыма выкарыстоўваць біавадарод у рэакцыі гідравання, тым самым ліквідуючы патрэбу ў выкапнёвым паліве.
Вучоныя культывавалі бактэрыі E. coli ў асяроддзі, якое змяшчала глюкозу, дадаючы паладзій у якасці каталізатара, пасля чаго выдалялі кісларод. Рэакцыю ў бескіслародным асяроддзі інкубавалі пры тэмпературы 37 градусаў Цэльсія на працягу сутак, і наступны аналіз паказаў, што найбольш эфектыўны штам бактэрый даў чаканы прадукт гідрагенізацыі з выхадам 94%.
Металічны каталізатар звязваецца з клетачнай мембранай бактэрыі. Пры гэтым клетка будзе выпрацоўваць вадарод, а як толькі вадарод сутыкнецца з металічным каталізатарам, запускаецца другая частка рэакцыі і ўтвараецца прадукт гідравання, кажуць вучоныя.
Пасля таго як была створана біясумяшчальная сістэма, вучоныя вырашылі замяніць дарагую глюкозу больш таннай і экалагічнай альтэрнатывай. І тут на дапамогу прыйшлі хлебныя крошкі.
Аўтары даследавання выкарыстоўвалі мікрабныя ферменты для расшчаплення складаных вугляводных малекул у хлебных крошках на простыя глюкозныя адзінкі. Гэта паліва, атрыманае з хлебных адходаў, затым падавалася непасрэдна ў культуры E. coli, эфектыўна ператвараючы хлебныя крошкі ў вадарод.
Выкарыстанне біягенераванага вадароду прыводзіць да трохразовага скарачэння выкідаў вуглякіслага газу ў параўнанні з выкарыстаннем выкапнёвага паліва, кажуць вучоныя. Яны спадзяюцца, што гэты метад можа быць укаранёны ў прамысловы хімічны сінтэз.
Пры падрыхтоўцы матэрыялу былі выкарыстаныя крыніцы: Nature Chemistry, Live Science.