Энергия көздері ретінде сутегін пайдалану

Бензин немесе көмір отындарымен салыстырғанда сутегін энергия көзі ретінде пайдаланудың пайдалы жақтары өте көп. Атап өтер болсақ, сутегі экологиялық тұрғыдан өте таза, қауіпсіз болып табылады. Сутегін пайдаланып оны энергия алу үшін жаққан кезде тек қана су түзіліп, ешқандай басқа зиянды күл немесе канцерогенді заттар бөлінбейді. Қуаты жағынан сутегі ешқандай жоғары сапалы бензиннен төмен болмайды. Бірақ та, қазіргі кезде жер шарында сутегі қоры өте аз болып табылады. Соңғы кездерге дейін сутегі суды электролиздеу арқылы алынып келінді. Алайда, бұл әдіс көп мөлшерде электр эенергиясын қажет етуі себепті, экономикалық тұрғыдан өзін-өзі ақтай алмайды. Сондықтан, өнеркәсіптік мақсатта сутегін, негізінен, табиғи газдан алады. Мұндай жолмен алынған сутегінің өзіндік құны суды электролиздеу жолымен алынғанмен салыстырғанда 2-3 есе арзанға түседі. Осындай жолмен жер шарында жылына орта есеппен 30 млн. Тоннадан артық сутегі алынады. Бірақ, табиғи газ қорының да азая бастауына байланысты, мұндай жолмен сутегін алудың да келешегі жоқ деп есептеуге болады. Сондықтан ғалымдар сутегі алудың жасанды жолдарын қарастыруда.

Табиғаттағы сутегін алу көздері. Жасыл өсімдіктердің хлоропласт қабатында жарық энергиясының көмегімен электролиздеу үдерісіндегі сияқты, сутегі молекуласының ыдырайтыны белгілі. Сондықтан жасыл өсімдіктер хлоропластарындағы сутегі молекуласының ыдырауы - фотолиз деген атқа ие болды.

Жасыл өсімдіктерде жарық жнергиясы әсеріменб фотосинтез нәтижесінде, оттегінің бөлініп шығатыны белгілі. Ал мұндағы сутегі қайда кетеді? Оның, ерекше тасымалдаушылар көмегіменб көмірқышқыл газының қант түзілуіне тікелей қатысатыны анықталған. Мұнда хлоропластардан бос күйіндегі сутегін шығару үшін міндетті түрде ерекше фермент-гидрогеназаның болуы шарт екені анықталған. Сондықтан құрамында гидрогеназа ферменті бар микроорганизмдерді жапырақтан бөлініп алынған хлоропласт суспензиясына қосу, хлоропластардың жарық энергиясы көмегімен сутегін шығаруына мүмкіндік туғызады.

Алғаш рет 1961 жылы фотосинте саласының белгілі маманы Д.Арнон өз зертханасында алдын-ала 5 минуттай 50⁰С-қа дейін қыздырылған шпинат өсімдігінің суспензиясына цистеин амин қышқылын қосқаннан соң, сутегін бөліп шығара бастайтынын байқаған. Алайда, бұлүдерісхлоропластың қызмет мерзімінің қысқа өтетіні және гидрогеназаның оттегінің әсерімен нейтралдануы салдарынан ұзақ уақыт жүре алмайтыны анықталды. Сондықтан ғалымдар көптеген микроорганизмдер ішінен сыртқы әсерлердің факторларына төзімді ферменті бар тіршілік иесін табуға күш жұмсады. Ізденістер нәтижесінде мұндай бактериялар табылады. Атап айтқанда, осындай бактерия қатарына пурпурлық күкірт бактериясы - тиокапса жататыны анықталды. Осы бактерия құрамынан сыртқы ортаның оттегі және жоғары температура жағдайларына шыдамды келетін гидрогеназа ферменті мен құрамында темірі мол ферредоксин ақуызын қосқан шпинат, темекіб тұрақты түрде сутегін бөліп шығаратыны анықталған. Бұл үдеріс тек жарықта және оттегін сорып алатын жүйе бар болғанда ғана жүзеге асады.