Forskare har byggt små droppbaserade mikrobiella fabriker som producerar väte, istället för syre, när de utsätts för dagsljus i luften.

Resultaten från det internationella forskargruppen baserat vid University of Bristol och Harbin Institute of Technology i Kina, publiceras idag i Naturkommunikation .

I vanliga fall, algceller fixerar koldioxid och producerar syre genom fotosyntes. Studien använde sockerhaltiga droppar packade med levande algceller för att generera väte, snarare än syre, genom fotosyntes.

Väte är potentiellt ett klimatneutralt bränsle, erbjuder många möjliga användningsområden som en framtida energikälla. En stor nackdel är att tillverka väte innebär att man använder mycket energi, så gröna alternativ söks och denna upptäckt kan ge ett viktigt steg framåt.

Laget, bestående av professor Stephen Mann och Dr Mei Li från Bristols kemiska högskola tillsammans med professor Xin Huang och kollegor vid Harbin Institute of Technology i Kina, fångade ungefär tio tusen algceller i varje droppe, som sedan pressades ihop av osmotisk komprimering. Genom att begrava cellerna djupt inne i dropparna, syrenivåerna sjönk till en nivå som aktiverade speciella enzymer som kallas hydrogenaser som kapade den normala fotosyntetiska vägen för att producera väte. På det här sättet, cirka en kvarts miljon mikrobiella fabriker, vanligtvis bara en tiondel av en millimeter i storlek, kan beredas i en milliliter vatten.

För att öka nivån på väteutveckling, laget belagde de levande mikroreaktorerna med ett tunt skal av bakterier, som kunde söka efter syre och därför öka antalet algceller som är inriktade på hydrogenasaktivitet.

Även om det fortfarande är i ett tidigt skede, arbetet ger ett steg mot fotobiologisk grön energiutveckling under naturliga aeroba förhållanden.

Professor Stephen Mann, Meddirektör för Max Planck Bristol Center for Minimal Biology i Bristol, sade:"Att använda enkla droppar som vektorer för att kontrollera algcellsorganisation och fotosyntes i syntetiska mikrorum erbjuder en potentiellt miljömässigt godartad metod för väteproduktion som vi hoppas kunna utveckla i framtida arbete."

Professor Xin Huang vid Harbin Institute of Technology tillade:"Vår metod är enkel och bör kunna skala upp utan att försämra livskraften hos de levande cellerna. Det verkar också flexibelt. vi fångade nyligen ett stort antal jästceller i dropparna och använde de mikrobiella reaktorerna för etanolproduktion. "