Naukowcy wykazują, że enzym o nazwie Huc przekształca gazowy wodór w prąd elektryczny.
Australijscy naukowcy odkryli enzym, który może zamieniać powietrze w energię.
Australijscy naukowcy odkryli enzym zdolny do przekształcania powietrza w energię. Badanie opublikowane niedawno w prestiżowym czasopiśmie Natura, pokazuje, że enzym wykorzystuje niewielkie ilości wodoru w powietrzu do generowania prądu elektrycznego. Ten przełom toruje drogę do rozwoju urządzeń, które mogą dosłownie generować energię z powietrza.
Odkrycia dokonał zespół naukowców kierowany przez dr Reese Grintera, dr Ashley Krupp. student i profesor Chris Greening z Biomedical Discovery Institute Monash University w Melbourne w Australii. Zespół wyprodukował i zbadał enzym zużywający wodór z bakterii powszechnie występujących w glebie.
Ostatnie prace zespołu wykazały, że wiele bakterii wykorzystuje wodór z atmosfery jako źródło energii w środowiskach ubogich w składniki odżywcze. Profesor Greening powiedział: „Od pewnego czasu wiemy, że bakterie mogą wykorzystywać śladowy wodór w powietrzu jako źródło energii, aby pomóc im rosnąć i przetrwać, w tym w glebach antarktycznych, kraterach wulkanicznych i głębinach oceanów”. „Ale do tej pory nie wiedzieliśmy, jak to zrobili”.
W tym Natura W artykule naukowcy wyodrębnili enzym odpowiedzialny za wykorzystanie wodoru atmosferycznego z bakterii o nazwie Rozmaz Mycobacterium. Wykazali, że ten enzym, zwany Huc, przekształca gazowy wodór w prąd elektryczny.
Dr Grinter zauważa, że ”Huc jest niezwykle wydajny. W przeciwieństwie do wszystkich innych znanych enzymów chemicznych i katalizatorów zużywa wodór nawet poniżej poziomu atmosferycznego – mniej niż 0,00005% powietrza, którym oddychamy”.
Naukowcy wykorzystali kilka najnowocześniejszych metod, aby odkryć molekularny plan utleniania wodoru atmosferycznego. Wykorzystali zaawansowaną mikroskopię krio-EM (cryo-EM), aby określić ich strukturę atomową i szlaki elektryczne, przesuwając granice, aby uzyskać najbardziej rozdzielczą strukturę enzymu, jaką do tej pory zgłoszono tą metodą. Wykorzystali również technikę zwaną elektrochemią, aby wykazać, że oczyszczony enzym wytwarza elektryczność przy dokładnym stężeniu wodoru.
Z prac laboratoryjnych pani Krupp wynika, że oczyszczony Huc można przechowywać przez długi czas.
Jest niesamowicie stabilny. Enzym można zamrozić lub podgrzać do 80 stopni[{” attribute=””>Celsius, and it retains its power to generate energy,” Ms. Kropp said. “This reflects that this enzyme helps bacteria to survive in the most extreme environments.”
Huc is a “natural battery” that produces a sustained electrical current from air or added hydrogen. While this research is at an early stage, the discovery of Huc has considerable potential to develop small air-powered devices, for example as an alternative to solar-powered devices.
The bacteria that produce enzymes like Huc are common and can be grown in large quantities, meaning we have access to a sustainable source of the enzyme. Dr. Grinter says that a key objective for future work is to scale up Huc production. “Once we produce Huc in sufficient quantities, the sky is quite literally the limit for using it to produce clean energy.”
Reference: “Structural basis for bacterial energy extraction from atmospheric hydrogen” by Rhys Grinter, Ashleigh Kropp, Hari Venugopal, Moritz Senger, Jack Badley, Princess R. Cabotaje, Ruyu Jia, Zehui Duan, Ping Huang, Sven T. Stripp, Christopher K. Barlow, Matthew Belousoff, Hannah S. Shafaat, Gregory M. Cook, Ralf B. Schittenhelm, Kylie A. Vincent, Syma Khalid, Gustav Berggren and Chris Greening, 8 March 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-05781-7
