БАКТЕРИИ И ЭНЕРГЕТИКА БУДУЩЕГО

В НАН РА состоялось вручение грантов американской организации АNSEF, которая оказывает поддержку научным группам Армении, занимающимся исследованиями по перспективным направлениям. В числе получателей грантов - группа молодых ученых биологического факультета ЕГУ, которой руководит доцент кафедры биохимии, микробиологии и биотехнологии, кандидат биологических наук Анна ПОЛАДЯН.

ЗАДАЧА ГРУППЫ - получение биологического водорода, который может использоваться как экологически чистый источник энергии. Водородная энергетика - чрезвычайно перспективное и быстро развивающееся направление.

 В этом году правительство Южной Кореи одобрило государственный план по переходу на водородную энергетику. Планируется, что в ближайшем будущем в этой стране будет организовано производство водорода в промышленных масштабах. До 2025 года в США, только в одной Калифорнии, будет построено порядка 300 водородных заправочных станций для автомобилей, столько же и в Германии, где уже действует магистраль для машин, работающих на водороде.

Одна заправка обходится в 9,5 евро, что позволяет автомобилю пройти на этом горючем 650 километров. В некоторых странах мира уже действуют работающие на водороде поезда. Производятся водородные элементы для сотовой связи, позволяющие заряжать телефон раз в месяц. Мэр Токио объявила, что Олимпийские игры, которые пройдут в Японии в 2020 году, будут полностью обеспечены электроэнергией, полученной из водорода. Появились биологические топливные элементы, преобразующие энергию, выделяющуюся при биохимических реакциях, в электрическую, в качестве катализаторов используются биологические компоненты. Созданы условия для производства нового поколения электронных миниатюризированных устройств, которые найдут применение в разных сферах промышленности, в медицине и экологии.

ОСОБЫЙ ИНТЕРЕС к развитию этого направления объясняется тем, что, в отличие от традиционных источников энергии, использование водорода абсолютно не загрязняет окружающую среду - после его сгорания образуется только вода, а при сжигании выделяется в 3,5 раза больше энергии, чем при использовании бензина. К тому же со временем эта энергия будет обходиться гораздо дешевле.

Возможность использования низкозатратных источников энергии, эффективных субстратов, в частности, глицерола и других отходов производства для культивирования микроорганизмов, получения бактериальной биомассы и водорода обеспечит не только получение недорогой электроэнергии, но и решит проблему утилизации отходов некоторых видов промышленности.

Несмотря на то что водород - самый распространенный элемент во Вселенной, получение его в огромных масштабах, позволяющих покрыть энергетические потребности человечества, - задача очень серьезная. Ею занимаются ученые многих стран мира. Рассматриваются разные способы получения водорода: химические, биологические и другие.

Как уже было сказано, группа, которой руководит Анна Поладян, исследует возможности получения биологического водорода. Этой проблемой научная группа занимается уже несколько лет. В качестве источника получения водорода используются бактерии, в частности - кишечная палочка (Е. coli) и некоторые другие бактерии. Могут использоваться как сами бактерии, так и выделенные из них ферменты, которые дают больше энергии. Проблема состоит в том, что ферменты могут оказаться чувствительными к кислороду, что замедляет реакции. Проводя эксперименты с разными видами бактерий, важно найти именно те, которые наименее чувствительны к кислороду. Такие бактерии найдут широкое технологическое применение.

Получение энергии, выделяемой при определенных биохимических реакциях, и преобразование ее в электрическую происходит с использованием прибора, состоящего из анодной и катодной части. В анодной части происходит реакция окисления субстрата, выделяются электрон и протон, а на катоде происходит восстановление.

ПОРАБОТАВ некоторое время в Техническом университете Берлина, Анна Поладян приобрела опыт использования других видов бактерий для получения водорода, который сейчас осваивают сотрудники группы. Чтобы снизить затраты на проведение исследований, в качестве среды для культивирования необходимых бактерий группа использует пивную дробину - отход пивоваренного производства. Знания и огромный интерес к продолжению исследований этого направления у группы ученых есть. В лаборатории, которая прежде занималась только фундаментальной наукой, была организована научная группа, взявшаяся за прикладные исследования, развитие нового для Армении направления, имеющего огромное будущее. Однако серьезной проблемой в процессе работы для получения прикладных результатов стало отсутствие необходимого оборудования - микробного биотопливного прибора. Государство, требующее от ученых прикладных результатов, не в состоянии обеспечить им условий для полноценной работы.

С получением гранта ANSEF появилась надежда, что проблему хотя бы частично удастся решить. Гранты этой организации совсем небольшие - всего 5000 долларов, что для проведения исследовательской работы несерьезная сумма. Однако бедствующей науке Армении и небольшие деньги полезны. Не только в обыденной жизни, но и в своей исследовательской работе наши ученые научились довольствоваться малым. И, поскольку на покупку прибора денег гранта не хватит, группа решила привлечь специалистов для создания прототипа прибора, на котором можно будет продолжить эксперименты. Тоже решение. Для ученых Армении нет безвыходных ситуаций. А может быть, так повезет, что найдутся другие источники финансирования, тогда наконец удастся купить необходимый прибор. В конце концов, надежда умирает последней. Вот так и идем в светлое технологическое будущее Армении.