موضوع مقاله: تولید هیدروژن بیولوژیک (جلبک) | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # تولید هیدروژن بیولوژیک (جلبک) | مقدمه: الکترون‌ها، در فرودوکسین‌ها جابجا می‌شوند هیدروژنازها آن‌ها را در گاز هیدروژن تلفیق می‌نمایند. | ## بخش 1: تولید هیدروژن بیولوژیک (جلبک) | در کلامیدوموناس رین هارتی فتوسیستم ۲، در تبدیل مستقیم نور خورشید، ۸۰٪ الکترون‌ها را تولید می‌نماید که به گاز هیدروژن تبدیل می‌شوند . ترکیب فتوسیستم ۲ با برداشت کننده نور، می‌تواند پروتئین LHCBM9 را در پراکنش کارآمد انرژی نور بهبود بخشد . طیف‌سنجی مادون قرمز تغییر شکل فوریه، برای ارزیابی مسیرهای متابولیک مورد استفاده واقع می‌شود. آنتن تقسیم‌بندی شده اندازه آنتن کلروفیل در جلبک سبز، به حداقل رسیده یا تقسیم‌بندی شده است تا بدین ترتیب سبب به حداکثر رسیدن کارایی تبدیل خورشیدی فتوبیولوژیکی و همچنین تولید H2گردد. اندازه آنتن CHI تقسیم‌بندی شده سبب به حداقل رسیدن جذب و پراکنش مواد دفعی نور خورشید توسط سلول‌های گوناگون می‌گردد که نتیجه آن کارایی بهتر کاربرد نور و همچنین قابلیت تولید بیشتر فتوسنتزی توسط کشت عمده جلبک سبز می‌باشد. تاریخچه در سال ۱۹۳۹، یک محقق آلمانی با نام هانس کافرون، هنگام کار در دانشگاه شیکاگو، مشاهده نمود که جلبکی که بر روی آن تحقیق می‌نماید تحت عنوان کلامیدوموناس رینهاردی (یک جلبک سبز) برخی مواقع از تولید اکسیژن به تولید هیدروژن تبدیل می‌گردد.Algae: Power Plant of the Future? او هیچ‌گاه دلیل این تغییر را کشف نکرد و در سالیان متمادی، دانشمندان دیگر نتوانستند در تحقیقات خود این مسئله را کشف نمایند. در انتهای دهه ۱۹۹۰، آناستاسیوس ملیس به عنوان محققی در دانشگاه کالیفرنیا، در برکلی، کشف نمود در صورتی که محیط کشت جلبک، از گوگرد تهی سازی شود، می‌تواند از طریق اکسیژن (فتوسنتز نرمال) به تولید هیدروژن وارد شود. | ## بخش 2: تولید هیدروژن بیولوژیک (جلبک) | او دریافته است که آنزیم محصول این واکنش هیدروژناز می‌باشد اما هیدروژناز این کارکرد را در حضور اکسیژن از دست می‌دهد. مسائل اصلی و سنگ بنا در سال ۱۹۹۷، آناستاسیوس ملیس پس از ادامه تحقیقات هانس گفرون کشف کرد که حذف گوگرد می‌تواند سبب شود که جلبک از تولید اکسیژن به تولید هیدروژن بپردازد. STM6 در درازمدت می‌تواند ۵ برابر حجم تولید شده توسط شکل جلبک را تولید نماید و همچنین تا ۱٫۶–۲٪ کارایی انرژی را سبب گردد. ۲۰۰۷- کشف گردید که در صورتی که مس برای محدودسازی تولید اکسیژن اضافه شود، جلبک می‌تواند از تولید اکسیژن به هیدروژن وارد گردد. ۲۰۰۷- آناستاسیوس ملیس، در رابطه با کارایی تبدیل انرژی خورشیدی به شیمیایی در جهش یافته‌های TLAX کلامیدوموناس وینهارتی تحقیق می‌نمود و ۱۵٪ کارایی را حاصل کرد که نشان می‌دهد آنتن CHI تقسیم‌بندی شده می‌تواند سبب به حداقل رسانیدن پراکنش مواد دفعی حاصل از نور خورشید توسط سلول‌های گوناگون گردد این فرایند تبدیل انرژی خورشیدی به شیمیایی در تولید محدوده‌ای از سوخت‌ها شامل هیدروژن نقش دارد. ۲۰۰۸- آناستاسیوس ملیس، در رابطه با کارایی تبدیل انرژی خورشیدی به شیمیایی در جهش یافته‌های TLAR از کلومیدوموناس رینهارتی تحقیق می نمود و ۲۵٪ کارایی را نسبت به حداکثر تئوریک ۳۰٪ حاصل کرد. ۲۰۰۹- یک تیم از دانشگاه تنسی، نوتسفیلد و اوکریج آزمایشگاه ملی عنوان نموده‌اند که این فرایند بیش از ۱۰ برابر کارایی بیشتری با افزایش دما دارد. | ## بخش 3: تولید هیدروژن بیولوژیک (جلبک) | ۲۰۱۱- افزودن یک آنزیم دارای قابلیت تولید انرژی سبب افزایش سرعت تولید هیدروژن توسط جلبک به میزان حدود ۴۰۰٪ خواهد گردید. ۲۰۱۱- یک تیم در گروه فتوسنتز آرگون، نشان داده‌اند که چگونه، ذرات پروتئینی، می‌تواند با پروتئین‌های اصلی در جلبک متصل گردند و سبب تولید سوخت هیدروژن با کارایی ۵ برابر بیشتر شود. ۲۰۱۳- دانشگاه آبسالا- در کلامیدوموناس رینهارتی، فتوسیستم ۲ در تبدیل مستقیم نور خورشید ۸۰٪ الکترون‌هایی را تولید می‌کند که به گاز هیدروژن تبدیل می‌گردند. تحقیق ۲۰۰۸- دانشمندان در بخش انرژی آزمایشگاه ملی آرگون اخیراً تلاش نموده‌اند تا روشی را پیدا کنند تا بتوانند بخشی از آنزیم هیدروژناز را جدا سازند که گاز هیدروژن تولید می‌کند و آن را به فرایند اکوسیستم وارد نمایند. ۲۰۱۴- مؤسسه دانشگاه رار و مکس پلنک، تولید هیدروژن ریز جلبک‌ها را با انتقال و مشاهده الکترون‌ها از اکوسیستم ۱ به هیدروژناز افزایش داده‌اند. جنبه‌های اقتصادی حدود ۲۵۰۰۰ کیلومتر مربع برای جایگزین نمودن کاربرد بنزین در آمریکا کفایت می‌کند. یکی از موانع فنی حائزاهمیت در این زمینه کارایی تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی شیمیایی ذخیره شده در هیدروژن مولکولی می‌باشد. | ## جمع‌بندی | تلاش‌های گوناگونی در حال پیشرفت است تا بدین ترتیب بتوان مسائل را از طریق مهندسی زیستی پاسخ گفته و برطرف نمود.