Phát hiện enzyme có thể biến không khí thành năng lượng

Bằng cách chiết xuất và nghiên cứu enzyme, các nhà nghiên cứu cho biết đã tìm ra một nguồn năng lượng mới có thể cung cấp năng lượng cho một loạt thiết bị điện cầm tay nhỏ.

Các nhà khoa học nghiên cứu họ hàng của vi khuẩn gây bệnh lao và bệnh phong có thể tạo ra một loại enzyme chuyển đổi hydro thành điện năng và có thể được sử dụng để tạo ra một nguồn năng lượng sạch mới từ không khí loãng.

Hình ảnh hiển vi điện tử quét của một loại vi khuẩn có thể sử dụng hydro trong khí quyển để tạo ra dòng điện.

Enzyme, được đặt tên là Huc, được vi khuẩn Mycobacterium smegmatis sử dụng để lấy năng lượng từ hydro trong khí quyển, cho phép nó tồn tại trong môi trường khắc nghiệt, nghèo dinh dưỡng.

Tác giả chính Rhys Griter, nhà vi trùng học tại Đại học Monash ở Úc, cho biết: “Khi bạn cung cấp cho Huc lượng hydro đậm đặc hơn, nó sẽ tạo ra nhiều dòng điện hơn. Điều đó có nghĩa là bạn có thể sử dụng pin của nó cho các thiết bị phức tạp hơn, như đồng hồ thông minh hoặc điện thoại thông minh, máy tính xách tay và thậm chí có thể là ô tô".

M. smegmatis là một loại vi khuẩn không gây bệnh, phát triển nhanh thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm để nghiên cứu cấu trúc thành tế bào họ hàng gần gũi, gây bệnh của nó, Mycobacterium tuberculosis .

Thường được tìm thấy trong đất trên khắp thế giới, M. smegmatis từ lâu đã được biết đến với khả năng chuyển đổi lượng hydro trong không khí thành năng lượng. Theo cách này, vi khuẩn có thể tồn tại trong những môi trường khắc nghiệt nhất, bao gồm đất ở Nam Cực, miệng núi lửa và đại dương sâu thẳm, nơi có thể tìm thấy rất ít nhiên liệu khác, các nhà nghiên cứu cho biết.

Bằng cách chiếu các electron lên một mẫu Huc đông lạnh được thu thập từ M. smegmatis , các nhà nghiên cứu đã vạch ra cấu trúc nguyên tử của enzyme và các đường dẫn điện mà nó sử dụng để mang các electron tạo thành dòng điện.

Các thí nghiệm tiếp theo tiết lộ rằng, enzyme Huc đã phân lập có thể được lưu trữ trong thời gian dài; rằng nó vẫn tồn tại khi bị đóng băng hoặc nóng lên tới 80 độ C. Nó có thể tiêu thụ hydro ở nồng độ cực nhỏ bằng 0,00005% nồng độ được tìm thấy trong không khí mà chúng ta hít thở.

Các nhà nghiên cứu cho biết, những thuộc tính này, cùng với tính phổ biến và khả năng phát triển dễ dàng của vi khuẩn, có thể khiến enzyme trở thành ứng cử viên lý tưởng cho nguồn năng lượng trong pin hữu cơ.