Page 27 - 22-0722 EBOOK
P. 27
วารสารราชบััณฑิิตยสภา
ปีีที่่� ๔๖ ฉบัับัที่่� ๓ กัันยายน-ธัันวาคม ๒๕๖๔
ศาสตราจารย์์ ดร.อรัญ อินเจริญศักดิ� 17
ทั้ำาให้ผลิิตไฮโดรเจนได้มากข้่�น ด้งน้�น การผลิิตไฮโดรเจนโดยใช้้สาหร่ายจุลิภาคจ่งเป็นเทั้คโนโลิยีทั้ี�กำาลิ้ง
เป็นทั้ี�สนใจเพื่ราะเป็นมิตรต่อสิ�งแวดลิ้อม อีกทั้้�งย้งสามารถประหย้ดพื่ลิ้งงานได้ด้วย
ระบบการผลิิตไฮโดรเจนโดยใช้้สาหร่ายจุลิภาค
การผลิิตไฮโดรเจนด้วยกระบวนการทั้างช้ีวภาพื่สามารถเกิดได้โดยจุลิช้ีพื่หลิากหลิายช้นิด
ทั้้�งช้นิดทั้ี�สามารถส้งเคราะห์แสงได้แลิะทั้ี�ส้งเคราะห์แสงไม่ได้ ซ่�งจะมีกระบวนการทั้างเมแทั้บอลิิซ่ม
แตกต่างก้นไป ด้งน้�น ปัจจุบ้นการผลิิตไฮโดรเจนด้วยสาหร่ายจุลิภาคจ่งเป็นทั้ี�สนใจมาก เพื่ราะมี
ประสิทั้ธีิภาพื่ส้งแลิะสามารถเพื่าะเลิี�ยงสาหร่ายได้โดยใช้้พื่ลิ้งงานแสงแลิะแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์
ทั้ี�ได้จากธีรรมช้าติ สาหร่ายจุลิภาคทั้ี�สามารถส้งเคราะห์แสงได้ประกอบด้วยสาหร่ายสีเข้ียวแลิะ
ไซยาโนแบคทั้ีเรีย
๑. ระบบการผลิิตไฮโดรเจนในสาหร่ายสีเขีียว
สาหร่ายสีเข้ียวหลิากหลิายสายพื่้นธีุ์มีเอนไซม์ไฮโดรจีเนสแลิะไนโทั้รจีเนสสำาหร้บการผลิิต
แก๊สไฮโดรเจน ต้วอย่างข้องสาหร่ายเหลิ่านี�ค่อ Botryococcus, Chlamydomonas, Chlorella,
Scenedesmus, Tetraspora การผลิิตไฮโดรเจนในสาหร่ายสีเข้ียวเกี�ยวข้้องก้บการแยกทั้างช้ีวภาพื่
ด้วยแสง (biophotolysis) ซ่�งปรกติแลิ้วจะเกิดข้่�นในการเพื่าะเลิี�ยงสาหร่ายด้วยแสง
ในกรณิีข้อง Chlamydomonas reinhardtii ซ่�งเป็นสายพื่้นธีุ์ต้นแบบข้องสาหร่าย
สีเข้ียว การส้งเคราะห์แสงจะเริ�มทั้ี�บริเวณิเย่�อหุ้มไทั้ลิาคอยด์ข้องคลิอโรพื่ลิาสต์ (ภาพื่ทั้ี� ๑) แลิะเปลิี�ยน
พื่ลิ้งงานแสงเป็นพื่ลิ้งงานเคมี โดยการแตกโมเลิกุลิข้องนำ�าเป็นออกซิเจน โปรตอน แลิะอิเลิ็กตรอน
จากน้�นอิเลิ็กตรอนจะถ้กส่งไปผ่านโซ่การข้นส่งอิเลิ็กตรอน (electron transport chain) ทั้ำาให้เกิด
ผลิผลิิตเป็นพื่ลิ้งงานในร้ป ATP แลิะ NAD(P)H ในปฏิิกิริยาทั้ี�ไม่ใช้้แสงน้�น CO จะถ้กตร่งแลิ้วถ้กเปลิี�ยน
2
เป็นสารประกอบอินทั้รีย์ในร้ปข้องแป้ง (starch) โดยใช้้พื่ลิ้งงาน ATP ทั้ี�ได้จากปฏิิกิริยาทั้ี�ใช้้แสง
ส่วนกระบวนการผลิิตไฮโดรเจนจะเช้่�อมโยงก้บกระบวนการส้งเคราะห์แสง โดยมีเฟอร์รีด็อกซินเอ็นเอดี
พื่ีรีด้กเทั้ส [Ferredoxin NADP reductase (FNR)] แลิะ NAD(P)H ทั้ำาหน้าทั้ี�เป็นต้วร้บอิเลิ็กตรอน
ต้วสุดทั้้าย ก่อนส่งอิเลิ็กตรอนไปให้เอนไซม์ไฮโดรจีเนส (ภาพื่ทั้ี� ๑) การทั้ำางานข้อง [FeFe]-ไฮโดรจีเนส
ซ่�งมีบริเวณิเร่งทั้ี�มีประสิทั้ธีิภาพื่ส้ง แลิะช้่วยส่งเสริมการผลิิตไฮโดรเจนอย่างต่อเน่�อง โดยสามารถเร่ง
ปฏิิกิริยาได้ ๒ ทั้ิศึทั้าง (bidirectional hydrogenase) ทั้้�งการผลิิตไฮโดรเจนแลิะการผลิิตโปรตอน
อ้ตราการผลิิตไฮโดรเจนน้�นข้่�นอย้่ก้บสายพื่้นธีุ์แลิะความเข้้มข้องแสง อ้ตราการผลิิตทั้ี�มีค่าส้งสามารถ
พื่บได้ในภาวะทั้ี�เลิี�ยงด้วยแสงในระยะส้�น นอกจากน้�นเม่�อเปรียบเทั้ียบค่าประสิทั้ธีิภาพื่การผลิิต
