Onderzoekers hebben een doorbraak gemaakt in de productie van groene waterstof met behulp van cyanobacteriën, ook wel bekend als blauwalgen. Deze micro-organismen, die ooit verantwoordelijk waren voor de zuurstof in de aarde’s atmosfeer, kunnen via fotosynthese waterstof produceren, maar saboteren zichzelf doordat de geproduceerde zuurstof de cruciale hydrogenase-enzymen vernietigt. Tot nu toe bleef dit een fundamenteel obstakel voor schaalbare toepassingen.

Een internationaal team van de Universität Kassel, Ruhr-Universität Bochum en NOVA University Lisbon heeft een oplossing ontwikkeld door de bacteriën in te bedden in een speciaal redoxpolymeer dat verbonden is aan een elektrode. Dit materiaal vangt lokaal zuurstof op rond de cellen, waardoor de hydrogenase-enzymen beschermd blijven en de waterstofproductie stabiel verloopt. Het systeem combineert biologie met elektrochemie op een manier die geen dure of energie-intensieve hulpbronnen vereist.

Daarnaast paste het team de bacteriën genetisch aan door de hydrogenase-enzymen direct te koppelen aan Fotosysteem I, wat de overdracht van elektronen efficiënter maakt. Samen met het beschermende polymeer zorgt dit voor langere en stabielere waterstofproductie. Hoewel commerciële toepassingen nog niet direct haalbaar zijn, opent deze ontwikkeling nieuwe wegen voor biologische waterstofsystemen die zichzelf gedeeltelijk kunnen herstellen.