Cuộc chiến chống biến đổi khí hậu thúc đẩy thế giới cấp thiết tìm kiếm những nguồn năng lượng trung hòa carbon. Hydro xanh, sản xuất từ ​​nước bằng nguồn năng lượng tái tạo như điện gió hoặc điện mặt trời là giải pháp có tính quyết định. Nhưng vận chuyển và lưu trữ loại khí này rất khó khăn do dễ cháy nổ. Các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới đang nghiên cứu giải quyết vấn đề này bằng các biện pháp hóa học và sinh học.

Nhóm các nhà vi sinh vật học từ Đại học Goethe Frankfurt, Đức phát hiện được một loại enzyme trong vi khuẩn yếm khí, liên kết hydro trực tiếp với khí CO2 để tạo ra axit formic.

Quy trình này hoàn toàn có thể đảo ngược, một yêu cầu cơ bản để lưu trữ hydro. Những vi khuẩn acetogenic, được tìm thấy dưới biển sâu, ăn carbon dioxide, chuyển hóa thành axit formic với sự hỗ trợ của hydro.

 Nhưng axit formic là sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi chất của vi khuẩn, tiếp tục được tiêu hóa thành axit axeticvà etanol. Nhóm nghiên cứu do GS Volker Müller, chủ nghiệm Khoa Vi sinh phân tử và Chất tạo sinh học đã điều chỉnh vi khuẩn theo cách có thể không chỉ ngăn chặn quá trình này dừng lại ở giai đoạn axit formic mà còn có thể đảo ngược. Nguyên tắc cơ bản được cấp bằng sáng chế từ năm 2013.

Theo GS Müller, tốc độ quá trình khử CO2 thành axit formic và ngược lại cao nhất từng đo được và lớn hơn nhiều lần so với những chất xúc tác sinh học hoặc hóa học khác. Khác với các chất xúc tác hóa học , vi khuẩn không yêu cầu kim loại hiếm hoặc các điều kiện khắc nghiệt cho phản ứng. Vi khuẩn hoạt động ở nhiệt độ 30oC và áp suất thông thường.

Nhóm nghiên cứu đã đạt được thành công mới, phát triển pin sinh học lưu trữ hydro với sự hỗ trợ của vi khuẩn acetogenic, vật mang hydro.

Để lưu trữ hydro trong thành phố hoặc ở cấp quốc gia, cần có một hệ thống trong đó vi khuẩn lưu trữ hydro trước rồi lại giải phóng ngược lại trong cùng một lò phản ứng sinh học, ổn định trong thời gian dài. Fabian Schwarz, thực hiện luận án tiến sĩ về chủ đề này tại phòng thí nghiệm của GS Müller, thành công phát triển lò phản ứng sinh học thuận nghịch.

Schwarz cho vi khuẩn ăn hydro trong 8 giờ và sau đó đưa vi khuẩn vào chế độ không có hydro trong liên tiếp 16 giờ. Khi đó vi khuẩn giải phóng tất cả hydro. Có thể loại bỏ sự hình thành không mong muốn axit axetic bằng quy trình kỹ thuật di truyền. Hệ thống chạy cực kỳ ổn định trong hai tuần.

GS Volker Müller cho biết, lưu trữ và giải phóng hydro sinh học thông qua nhiều chu kỳ hydro hóa hai chiều CO2 thành axit formic trong một đơn vị quy trình duy nhất là phương pháp lưu trữ hydro có kỹ thuật đơn giản, hiệu quả về chi phí và có thể mở rộng trên quy mô lớn.