Doktorandka Ashleigh Kropp, vlevo, a Dr Rhys Grinter

Vědci objevili enzym, který přeměňuje vzduch na elektřinu a poskytuje tak nový čistý zdroj energie

Australští vědci objevili enzym, který přeměňuje vzduch na energii. Zjištění publikované v nejlepším časopise Nature odhaluje, že tento enzym využívá malé množství vodíku v atmosféře k vytvoření elektrického proudu. Toto zjištění otevírá cestu k vytvoření zařízení, která doslova vyrábějí energii ze vzduchu.

Výzkumný tým vedený Dr Rhysem Grinterem, doktorandkou Ashleigh Kroppovou a profesorem Chrisem Greeningem z Monash University Biomedicine Discovery Institute v Melbourne v Austrálii vyrobil a analyzoval vodík spotřebovávající enzym z běžné půdní bakterie.

Nedávná práce týmu ukázala, že mnoho bakterií využívá vodík z atmosféry jako zdroj energie v prostředích chudých na živiny.

„Už nějakou dobu víme, že bakterie mohou využít stopový vodík ve vzduchu jako zdroj energie, který jim pomůže růst a přežít, včetně antarktických půd, sopečných kráterů a hlubokých oceánů,“ řekl profesor Greening. „Doteď jsme ale nevěděli, jak to udělali.“

V tomto článku Nature výzkumníci extrahovali enzym zodpovědný za používání atmosférického vodíku z bakterie zvané Mycobacterium smegmatis . Ukázali, že tento enzym zvaný Huc přeměňuje plynný vodík na elektrický proud.

Dr Grinter poznamenává: „Huc je mimořádně účinný. Na rozdíl od všech ostatních známých enzymů a chemických katalyzátorů dokonce spotřebovává vodík pod atmosférickou úrovní – pouhých 0,00005 % vzduchu, který dýcháme.“

Vědci použili několik špičkových metod k odhalení molekulárního plánu oxidace vodíku v atmosféře. Použili pokročilou mikroskopii (kryo-EM) k určení jeho atomové struktury a elektrických drah, čímž posunuli hranice, aby vytvořili nejrozlišitelnější enzymovou strukturu, která byla dosud touto metodou hlášena. Použili také techniku ​​zvanou elektrochemie, aby demonstrovali, že čištěný enzym vytváří elektřinu při nepatrných koncentracích vodíku.

Laboratorní práce provedené paní Kroppovou ukazují, že je možné přečištěný Huc skladovat po dlouhou dobu. „Je úžasně stabilní. Enzym je možné zmrazit nebo zahřát na 80 stupňů Celsia a zachovává si svou sílu generovat energii,“ řekla paní Kroppová. „To odráží, že tento enzym pomáhá bakteriím přežít v nejextrémnějších prostředích.“

Huc je „přirozená baterie“, která vyrábí trvalý elektrický proud ze vzduchu nebo přidaného vodíku. Zatímco tento výzkum je v rané fázi, objev Hucu má značný potenciál pro vývoj malých vzduchem poháněných zařízení, například jako alternativy k solárním zařízením.

Bakterie, které produkují enzymy jako Huc, jsou běžné a lze je pěstovat ve velkém množství, což znamená, že máme přístup k udržitelnému zdroji enzymu. Dr Grinter říká, že klíčovým cílem budoucí práce je rozšířit výrobu Huc. „Jakmile vyrobíme Huc v dostatečném množství, obloha je doslova limitem pro jeho použití k výrobě čisté energie.“

…s láskou a úsměvem…