Chimiștii români au reușit să producă hidrogen din firimituri de pâine, într-un proces de reciclare a risipelor alimentare, care ar putea reprezenta o alternativă viabilă la metodele tradiționale bazate pe combustibili fosili. Rezultatele studiului publicat în revista Nature Chemistry arată că aceste practici pot contribui la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră și la dezvoltarea unei industrii chimice mai durabile. În plus, procesul are potențialul de a fi mai prietenos cu mediul, fiind chiar carbon-negativ.
O nevoie urgentă de alternative pentru producția de hidrogen
Hidrogenul este o componentă esențială în fabricarea alimentelor, a materialelor plastice și a medicamentelor. În prezent, aproape toate sursele de hidrogen sunt generate din combustibili fosili, un proces ineficient și poluant, care contribuie semnificativ la poluarea globală. În contextul schimbărilor climatice, cercetătorii caută soluții mai prietenoase cu mediul, iar unul dintre cele mai promițătoare este folosirea deșeurilor biologice.
Multe bacterii pot produce hidrogen natural în condiții fără oxigen, eliberându-l în mediul înconjurător. Ideea chimiștilor români a fost de a integra acest mecanism natural cu procese chimice, eliminând astfel nevoia de a extrage hidrogenul din resurse poluante. „Principala provocare a fost găsirea unui catalizator care să funcționeze într-un mediu viu, în apă, la temperaturi moderate și fără a afecta celulele”, explică Stephen Wallace, unul dintre cercetători.
Pentru experiment, echipa a cultivat bacteriile Escherichia coli într-un mediu cu glucoză, adăugând un catalizator pe bază de paladiu. În condiții sterile, fără oxigen, reacția a durat 24 de ore la 37°C, rezultând un randament de 94%. Hidrogenul produs a fost captat și utilizat în proces, demonstrând eficiența metodei.
Transformarea firimiturilor în sursă de hidrogen
Pentru a face procesul mai sustenabil, cercetătorii au folosit firimituri provenite din deșeuri alimentare, în special din pâine veche sau rămășițe de la fabrici. Microorganismele modificate genetic au fost capabile să descompună carbohidrați complecși din firimituri în glucoză, care apoi a fost folosită de bacterii pentru a produce hidrogen.
Această abordare reduce semnificativ costurile și impactul asupra mediului comparativ cu metodele convenționale, bazate pe extragerea hidrogenului din resurse petroliere. „Este o metodă genială. Practic, folosesc capacitatea celulară de sinteză pentru a genera orice substrat necesar”, afirmă Morra.
Rezultatele obținute indică o reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră de trei ori mai mică față de procesele tradiționale. În cazul firimiturilor de pâine, impactul asupra încălzirii globale a fost redus cu mai mult de 135%, confirmând caracterul bilanțului carbon-negativ al metodei.
Experții doresc să extindă această tehnologie și la alte tipuri de deșeuri biologice, precum resturi agricole. Deși eficiența încă nu atinge nivelurile industriei convenționale, această descoperire reprezintă un pas important spre o industrie chimică mai prietenoasă cu mediul.
„Pentru a deveni viabilă industrial, trebuie să îmbunătățim eficiența, să extindem sistemul biologic și să dezvoltăm catalizatori mai stabili și mai accesibili”, explică Wallace.
Pe măsură ce cercetările continuă, posibilitatea de a transforma risipa alimentară în resursă de energie curată se conturează ca o soluție viabilă pentru reducerea dependenței de combustibili fosili și pentru combaterea modificărilor climatice. La finalul anului 2023, proiectul a ajuns în faza de testare la scară pilot, urmând să fie inițiate colaborări pentru implementarea comercială.
