اختبر باحثون طرقًا جديدة لتغذية البكتيريا وتأمين مصادر طاقة لها، من بينها الهيدروجين، في خطوة تدعم إنتاج الوقود الحيوي، إضافة إلى تحقيق منافع اقتصادية وبيئية حال تطبيقها على نطاق واسع.
وعدّل الباحثون جينات نوع من أنواع البكتيريا المعوية المستعملة في إنتاج أنواع الوقود والبلاستيك الحيوي؛ لقياس قابليتها لأنواع طعام أخرى -غير السكر- للحصول على الطاقة.
ويبدو أن نتائج الاختبارات حملت استجابة إيجابية للهيدروجين، ما يُشير إلى “ثورة” مرتقبة تدعم خفض تكلفة إنتاج الوقود الحيوي من خلال توفير السكر بوصفه مادة خام رئيسة، حسب تفاصيل تابعتها منصة الطاقة المتخصصة.
وجاءت هذه النتائج وفق جهود باحثين من معهد الطاقة الحيوية المشترك (جيه بي إي آي JBEI)، الذي يضم باحثين من: مختبر “لورانس بيركلي” التابع لوزارة الطاقة الأميركية، وجامعة كاليفورنيا في بيركلي.
تغذية البكتيريا على الهيدروجين
اهتمت دراسة باحثي المختبر الأميركي وجامعة كاليفورنيا باختبار تغذية البكتيريا على الهيدروجين، ورصدوا جدوى بيولوجية تضاف إلى استعمالات وتطبيقات الوقود.
ولسنوات طويلة، اعتمدت البكتيريا الإشريكية القولونية (الإيكولاي E-Colie) على السكر؛ لسببين: الحصول على التغذية والطاقة اللازمين للتكاثر والعميات الأيضية، والإسهام بصفتها مادة خامًا في إنتاج الوقود الحيوي.
ومن شأن هذا التعديل الجيني، وتدريب البكتيريا على الاستغناء عن السكر في غذائها، أن يشكّل ثورة جديدة في عالم الميكروبات.
وترجع النظرة المتفائلة إلى التوفير الذي قد يحدثه استغناء البكتيريا عن السكر، وتوجيهه إلى إنتاج الوقود الحيوي وصور أخرى من المنتجات النظيفة.
وذكر الباحثون في دراستهم أن التعديل الحديث يعزز عملية أيض البكتيريا دون إهدار كميات كبيرة من السكر، خاصة أنه طوال سنوات كان استهلاك بكتيريا إنتاج الوقود الحيوي للسكر عاملًا مؤثرًا سلبًا في خفض الكفاءة وارتفاع التكلفة.
وتمّت عملية الهندسة الوراثية (الأيضية) عن طريق نقل إنزيم “هيدروجيناز” إلى بكتيريا الإيكولاي، لتعديل نمط تغذيتها وحصولها على الطاقة؛ إذ يحفّز الإنزيم التفاعلات داخل خلايا البكتيريا، بحسب ما نقله موقع ساينس دايركت عن تفاصيل الدراسة.
تكاليف الوقود الحيوي
يرتبط إنتاج الوقود الحيوي بالسكر، ومن ثم فإن توجيه الأخير لعملية الإنتاج بدلًا من تغذية البكتيريا يخفض التكاليف بمعدلات كبيرة.
ولا يقتصر الأمر على الوقود الحيوي فقط، لكن يمتد أيضًا إلى البلاستيك والمنتجات الأخرى المعتمدة في تصنيعها على البكتيريا والكائنات الدقيقة.
وضربت الدراسة -المنشورة بمجلة ميتابوليك إنجينيرينج (أو الهندسة الأيضية) العلمية الدولية، عدد يناير/كانون الثاني 2026- مثالًا على الجدوى الاقتصادية للطفرة الجينية التي توصلوا إليها.
وقال باحثو الدراسة، إن مقدار الطاقة التي يوفرها الهيدروجين لتغذية الخلية تزيد 3 أضعاف مقارنة باستعمال السكر، وفق ما نقله موقع فيول سيلز ووركس.
وبذلك، يمكن لعملية تبديل غذاء البكتيريا القولونية أن تعزز منافسة الأنواع المختلفة من الوقود الحيوي لمشتقات النفط والغاز.
وأوضح الباحث “برتراند” أن إنتاج الوقود الحيوي اعتمادًا على الطريقة التقليدية (استعمال السكر) لعقود أهدر نصف الإمدادات.
وأشار إلى أن تدريب البكتيريا على التغذية وتأمين طاقتها بالهيدروجين يمكن أن يوقف نزيف الخسائر الاقتصادية في تكلفة الوقود الحيوي، ويزيد معدل انتشاره، بالإضافة إلى تعزيز كفاءة إنتاج الطاقة المتجددة.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
المصادر:
