13 мар 2023 738

Ученые открыли фермент, превращающий воздух в электричество

Открытие сделано группой ученых во главе с доктором Рисом Гринтером из Института биомедицинских открытий Университета Монаша в Мельбурне. Команда произвела и изучила фермент, потребляющий водород, полученный из бактерии, обычно встречающейся в почве.

Недавняя работа группы показала, что многие бактерии используют атмосферный водород в качестве источника энергии в бедных питательными веществами средах.

Нам уже давно известно, что бактерии могут использовать следы водорода в воздухе в качестве источника энергии, чтобы помочь им расти и выживать, в том числе в антарктических почвах, вулканических кратерах и глубинах океана. Но до сих пор мы не знали, как они это делают

— профессор Грининг, соавтор научной работы.

Исследователи выделили фермент, ответственный за использование атмосферного водорода, из бактерии под названием Mycobacterium smegmatis. Эксперимент подтвердил, что фермент, названный Huc, превращает газообразный водород в электрический ток.

Huc необычайно эффективен. В отличие от всех других известных ферментов и химических катализаторов, он даже потребляет водород ниже атмосферного уровня — всего 0,00005% воздуха, которым мы дышим

— Рис Гринтер.

Ученые использовали несколько передовых методов, чтобы раскрыть молекулярную схему окисления атмосферного водорода. Они задействовали передовую микроскопию для определения атомной структуры и электрических путей для получения наиболее четкой структуры фермента. Они также использовали метод, называемый электрохимией, чтобы продемонстрировать, что очищенный фермент создает электричество при мельчайших концентрациях водорода.

Он удивительно стабилен. Фермент можно заморозить или нагреть до 80 градусов по Цельсию, и он сохранит свою способность генерировать энергию. Это свидетельствует, что этот фермент помогает бактериям выживать в самых экстремальных условиях

— Эшли Кропп, соавтор работы.

Хотя исследование находится на ранней стадии, открытие Huc имеет значительный потенциал для разработки небольших устройств с воздушным питанием, например, в качестве альтернативы устройствам на солнечной энергии.