Znanstvenici su pronašli enzim koji pretvara zrak u električnu energiju

Australski znanstvenici otkrili su enzimu koja pretvara zrak u energiju. Studija objavljena u časopisu Nature otkriva da ova enzima koristi male količine vodika u atmosferi kako bi stvorila električnu struju. Tim istraživača, predvođen dr. Rhysom Grinterom, doktorandom Ashleigh Kropp i profesorom Chrisom Greeningom s Instituta za biomedicinska otkrića Sveučilišta Monash u Melbourneu, Australija, proizveo je i analizirao hidrogen potrošačku enzimu bakterije iz običnog tla.

“Znamo već neko vrijeme da bakterije mogu koristiti tragove vodika u zraku kao izvor energije za rast i preživljavanje, čak i u antarktičkim tlima, vulkanskim kraterima i dubinama oceana”, rekao je profesor Greening. “Ali do sada nismo znali kako to rade”.

U objavljenom članku istraživači su izvukli enzimu odgovornu za korištenje atmosferskog vodika iz bakterije nazvane Mycobacterium smegmatis. Pokazali su da ova enzima, nazvana Huc, pretvara plinasti vodik u električnu struju. “Huc je izuzetno učinkovit. Za razliku od svih drugih poznatih enzima i kemijskih katalizatora, čak i troši vodik ispod atmosferskih razina, samo 0,00005% zraka koji dišemo”, objasnio je dr. Grinter.

Istraživači su koristili nekoliko vrhunskih metoda kako bi otkrili molekularni model oksidacije atmosferskog vodika. Koristili su naprednu mikroskopiju (krioelektronsku mikroskopiju) kako bi odredili atomsku strukturu i električne putove, gurajući granice kako bi proizveli najjasniju enzimsku strukturu koja je do sada prijavljena ovom metodom. Također su koristili tehniku nazvanu elektrokemiju kako bi pokazali da čista enzima stvara električnu energiju u minimalnim koncentracijama vodika. Kroppov laboratorijski rad pokazuje da je moguće čuvati Huc u čistom obliku tijekom dužeg vremenskog razdoblja.

“To je zadivljujuće stabilno. Moguće ju je zamrznuti ili zagrijati na 80 stupnjeva Celzija i i dalje zadržava svoju moć stvaranja energije”, rekla je doktorska studentica. “To pokazuje da ova enzima pomaže bakterijama da prežive u najekstremnijim okruženjima.” Huc je “prirodna baterija” koja proizvodi kontinuiranu električnu struju iz zraka ili dodanog vodika. Iako je ovo istraživanje u ranoj fazi, otkriće ima značajan potencijal za razvoj malih uređaja koji se pokreću zrakom, na primjer, kao alternativa uređajima napajanima solarnom energijom.

Bakterije koje proizvode enzime poput Huc su uobičajene i mogu se uzgajati u velikim količinama, što znači da imamo pristup održivom izvoru enzima. “Jednom kad proizvedemo dovoljne količine Huc-a, doslovno nema granica za njezinu upotrebu u proizvodnji čiste energije”, zaključio je dr. Grinter.