澳大利亞科學(xué)家發(fā)現了一種能將空氣轉化為能量的酶。這一發(fā)現發(fā)表在頂級期刊《自然》上，表明這種酶利用大氣中少量的氫來(lái)產(chǎn)生電流。這一發(fā)現為創(chuàng )造真正從稀薄空氣中獲取能量的設備開(kāi)辟了道路。

由澳大利亞墨爾本莫納什大學(xué)生物醫學(xué)發(fā)現研究所的RhysGrinter博士、博士生AshleighKropp和ChrisGreening教授領(lǐng)導的研究小組生產(chǎn)并分析了一種來(lái)自常見(jiàn)土壤細菌的耗氫酶。

該團隊最近的工作表明，許多細菌利用大氣中的氫作為營(yíng)養貧乏環(huán)境中的能源。

“一段時(shí)間以來(lái)，我們已經(jīng)知道細菌可以利用空氣中的微量氫作為能量來(lái)源，幫助它們生長(cháng)和生存，包括在南極土壤、火山口和深海中，”格林寧教授說(shuō)。“但直到現在我們才知道他們是怎么做到的。”

在這篇《自然》雜志的論文中，研究人員從一種名為Mycobacteriumsmegmatis的細菌中提取了負責使用大氣氫的酶。他們表明，這種稱(chēng)為Huc的酶可將氫氣轉化為電流。

Grinter博士指出，“Huc非常高效。與所有其他已知的酶和化學(xué)催化劑不同，它甚至消耗低于大氣水平的氫氣——低至我們呼吸的空氣的0.00005%。”

研究人員使用多種前沿方法揭示了大氣氫氧化的分子藍圖。他們使用先進(jìn)的顯微鏡(cryo-EM)來(lái)確定它的原子結構和電通路，突破界限以產(chǎn)生迄今為止該方法報告的解析度最高的酶結構。他們還使用了一種稱(chēng)為電化學(xué)的技術(shù)來(lái)證明純化的酶可以在微小的氫濃度下產(chǎn)生電能。

克羅普女士進(jìn)行的實(shí)驗室工作表明，可以長(cháng)期儲存純化的Huc。“它非常穩定?？梢詫⑦@種酶冷凍或將其加熱到80攝氏度，并且它會(huì )保留產(chǎn)生能量的能力，”克羅普女士說(shuō)。“這反映出這種酶有助于細菌在最極端的環(huán)境中生存。”

Huc是一種“天然電池”，可以從空氣或添加的氫氣中產(chǎn)生持續的電流。雖然這項研究還處于早期階段，但Huc的發(fā)現具有開(kāi)發(fā)小型氣動(dòng)設備的巨大潛力，例如作為太陽(yáng)能設備的替代品。

像Huc這樣產(chǎn)生酶的細菌很常見(jiàn)，可以大量生長(cháng)，這意味著(zhù)我們可以獲得可持續的酶來(lái)源。Grinter博士說(shuō)，未來(lái)工作的一個(gè)關(guān)鍵目標是擴大Huc的生產(chǎn)規模。“一旦我們生產(chǎn)出足夠數量的Huc，天空就是使用它生產(chǎn)清潔能源的極限。”

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