Một phương pháp sinh hoá mới chế tạo hydro

Quá trình này thậm chí còn có hiệu quả hơn nữa nếu tiến hành riêng biệt con đường tổng hợp này từ các vi sinh vật. Và đó là điều mà Percival Zhang, thuộc Virginia Tech đã làm được. Ông cùng với các đồng nghiệp đã dùng 13 enzim, thu được từ năm chủng sinh vật khác nhau, thông qua men và vi khuẩn, sau đó lắp ráp chúng thành một dây chuyền chuyển hóa tinh bột thành hydro. Không có một sinh vật sống nào có thể thực hiện được kỳ công này, nhưng đó là một bí quyết mà nếu được thương mại hóa, nó có thể cung cấp hydro cho những tế bào nhiên liệu một cách rẻ tiền và dễ dàng.

Để làm được điều đó, bạn phải thực sự biết rõ về các enzym. Hầu hết các enzym chỉ có thể thực hiện được một sự biến đổi hóa học. Nghệ thuật ở đây là việc tạo nên một dây chuyền, trong đó đầu ra của một biến đổi tạo nên đầu vào cho biến đổi tiếp theo. Nó giống như trò chơi đố chữ, trong đó một từ được chuyển đổi thành từ khác bằng cách thay đổi một chữ cái riêng biệt nào đó. Một điều loại trừ trong trò chơi này, đó là độ dài của từ cũng có thể thay đổi. Để biến tinh bột (một loại polyme bao gồm các phân tử glucoza) thành hydro (một loại khí cơ bản bao gồm hai nguyên tử hydro) theo phương pháp này không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Điều còn phức tạp hơn, đó là các enzym được đề cập đến trong nghiên cứu này tất cả phải có cùng một điều kiện về nhiệt độ và độ axit, nếu không chúng sẽ không thể hoạt động một cách đồng thời.

Bằng cách tìm kiếm trong các cơ sở dữ liệu, và đưa vào một thành phần thứ 14 mang tên coenzym, điều này giúp cho một enzym có thể hoạt động theo chức năng phù hợp, Tiến sĩ Zhang cho biết. Như đã được công bố trên Tạp chí Public Library of Science, họ đã tạo ra một lò phản ứng để trộn hỗn hợp enzym với tinh bột và hydro đã sủi tăm lên từ hỗn hợp đó.

Hiện nay, phương pháp rẻ nhất để tạo ra hydro là bằng phản ứng giữa methane với hơi nước. Methane được nói đến ở đây lấy từ khí đốt tự nhiên và đó lại là vấn đề nếu như động cơ thúc đẩy để sử dụng hydro trước hết là để tránh dựa vào nhiên liệu hóa thạch. Đó cũng là mục tiêu của những người ủng hộ một “nền kinh tế hydro”, trong đó loại khí này trở thành nhiên liệu được lựa chọn. Do những lo sợ về cả hai khả năng, nhiên liệu hóa thạch là nguồn tài nguyên có hạn và việc đốt chúng sẽ làm tăng sự nóng lên toàn cầu.

Vì vậy, mục tiêu là phải tạo hydro từ cây trồng. Phương pháp của Tiến sĩ Zhang là một bước tiến đến mục tiêu đó. Mặc dù tinh bột là nguyên liệu đã được tinh chế và là xuất phát điểm tương đối đắt, nhưng phương pháp của ông lại có hiệu quả hơn bất cứ một phương pháp thay thế nào cũng bắt đầu từ cây trồng. Đây cũng là một sự kiểm chứng nguyên lý. Giờ đây, ông và nhóm nghiên cứu của mình đang tiến hành nghiên cứu về một dây chuyền còn dài hơn, bắt đầu từ xelluloza. Đây là một loại polyme glucoza còn dồi dào hơn cả tinh bột, nhưng để phá vỡ cũng khó khăn hơn. Nếu như ông có thể tìm được các enzym thích hợp để biến xenluloza thành hydro, thì giấc mơ của các nhà kinh tế hydro sẽ tiến gần đến hiện thực.

 Nguồn: The Economist, 24/05/2007, automation.org.vn, 29/05/2007