"Huc" е извлечен от обикновена, живееща в почвата бактерия

Учените често смятат, че неограничената чиста енергия е "Свещеният граал", а сега ново проучване показва, че отговорът може да се крие в един ензим.

Учени от университета Монаш в Австралия са открили "Huc" - ензим, който може да превръща водорода от въздуха в електричество. Те са извлекли ензима от обикновена, живееща в почвата бактерия, наречена Mycobacterium smegmatis, съобщава „Дейли мейл“, цитиран от БГНЕС.

Huc позволява на бактерията да превръща водорода в атмосферата в използваема енергия, за да може да продължи да се развива дълбоко под земята.

Изследователите твърдят, че ако успеят да съберат достатъчно количество от ензима, това би могло да ни позволи да заменим устройствата, захранвани от слънчева енергия, с такива, захранвани от въздуха.

Ензимите са вещества, произвеждани от живите организми, които ускоряват или позволяват определени химични реакции, включително такива, които генерират енергия.

Предишни изследвания показаха, че някои видове бактерии са в състояние да превръщат водорода във въздуха в енергия, за да оцелеят в бедна на хранителни вещества среда.

Според автора на изследването д-р Крис Грийнинг те включват антарктическите почви, вулканичните кратери и дълбокия океан.

В статията, публикувана днес в Nature, изследователите от Мелбърн показват как могат да извлекат един от ензимите, отговорни за тази реакция на преобразуване. Те използват нова техника, наречена криогенна електронна микроскопия - която спечели на разработчиците си Нобелова награда през 2017 г. - за да определят атомната структура на Huc. Тази техника включва охлаждане на пробата до криогенни температури - 150°C - и бомбардирането ѝ с електрони. Те преминават през нея и се улавят от камера, за да се получи изображение с изключително висока разделителна способност. По-конкретно, Huc превръща водорода в електрическа енергия, а криогенната електронна микроскопия е помогнала на учените да разберат този процес.

Ензимът се свързва с водорода и позволява неговото окисление - реакция, при която той губи електрони, преди да ги предаде на витамин менахинон или К2. След това менахинонът е в състояние да прехвърли електрони върху мембраната на бактерията или друг електрод, произвеждайки електрически ток като "естествена батерия".

Първоначално учените са объркани как Huc може да постигне това, след като в атмосферата има много повече кислород, с който той би могъл да се свърже. Изображенията от криогенната електронна микроскопия обаче разкриват, че той използва специални газови канали, които позволяват на водорода да навлезе и да се свърже с него, но отблъскват кислорода.

„Huc е изключително ефективен“, каза д-р Крис Грийнинг. „За разлика от всички останали известни ензими и химически катализатори, той дори консумира водород под атмосферните нива - едва 0,00005% от въздуха, който дишаме“.

Изследователите също така установили, че Huc е в състояние да генерира електричество дори след като е бил замразен или нагрят до температура 80°C. Това означава, че този ензим помага на бактериите да оцелеят в най-екстремните среди, казва докторантката Ашли Кроп.

Mycobacterium smegmatis се среща в почвата, водата и отпадните води по целия свят и е лесна за отглеждане и манипулиране в лаборатория. Това означава, че има евтин, етичен и устойчив начин за набавяне на Huc, което дава на изследователите голям потенциал за увеличаване на производството на електроенергия.

"След като произведем Huc в достатъчни количества, няма да има предел за използването му за производство на чиста енергия", казва Грийнинг.