ENZYME VI KHUẨN TẠO NĂNG LƯỢNG TỪ HYDRO TRONG KHÍ QUYỂN
Các ứng dụng như pin nhiên liệu hydro hiệu quả và giá cả phải chăng có thể được hưởng lợi từ một loại enzyme xúc tác chuyển hóa hydro có trong không khí thành năng lượng.
Không giống như tất cả các chất xúc tác oxy hóa hydro khác, kể cả bạch kim, enzyme mà các nhà nghiên cứu Úc tại Đại học Monash ở Úc có thể chiết xuất từ một loại vi khuẩn, cũng không nhạy cảm với oxy.
Trưởng nhóm nghiên cứu Chris Greening cho biết thêm: “Enzim hydroase, được gọi là Huc, có ái lực cao với hydro đến mức nó có thể oxy hóa lượng hydro trong khí quyển”. Điều này trái ngược với tất cả các chất xúc tác oxy hóa hydro hiện được hiểu là không thể tiêu thụ hydro ở mức xung quanh.
Kể từ luận án tiến sĩ của Greening, hoặc khoảng chín năm trước, nhóm Monash đã nghiên cứu về Huc. Anh ấy đang cùng với các đồng nghiệp của mình điều tra làm thế nào Mycobacterium smegmatis có thể tồn tại trong nhiều năm mà không có bất kỳ nguồn thực phẩm hữu cơ nào. Theo Greening, nghiên cứu này dẫn đến một phát hiện đáng kinh ngạc rằng vi khuẩn thực sự tồn tại trong không khí.
Đặc biệt, trong các môi trường nghèo chất dinh dưỡng như đất ở Nam Cực, miệng núi lửa và đại dương sâu thẳm, hydro trong khí quyển cung cấp nguồn sống đáng tin cậy cho sự sống của nhiều vi sinh vật. Hydro trong khí quyển là nguồn năng lượng phổ biến, dễ khuếch tán và mạnh mẽ. Tuy nhiên, cho đến tận ngày nay, các nhà khoa học vẫn chưa chắc chắn về cách vi khuẩn sử dụng một lượng nhỏ hydro trong không khí.
Trong nghiên cứu mới nhất, Greening và cộng sự đã loại bỏ Huc khỏi M. smegmatis. Họ đã chứng minh rằng Huc chuyển đổi nồng độ nhỏ của khí H2 thành dòng điện với hiệu suất phi thường trong khi không nhạy cảm với oxy (thường đóng vai trò là “chất độc” đối với chất xúc tác oxy hóa hydro) bằng cách sử dụng các kỹ thuật hiển vi tiên tiến như kính hiển vi điện tử lạnh để xác định nguyên tử của nó. cấu trúc và đường dẫn điện, cũng như bằng cách sử dụng điện hóa học. Điều này được thực hiện bằng cách kết hợp quá trình oxy hóa H2 xung quanh với quá trình hydro hóa chất vận chuyển điện tử hô hấp menaquinone. Các kênh khí kỵ nước hẹp sau đó được sử dụng để liên kết đặc biệt với H2 trong khi thay thế O2.
Huc có khả năng chịu nhiệt và có thể chịu được nhiệt độ lên tới 80°C mà không mất khả năng sản sinh năng lượng. Vì điều này, nó có thể chịu đựng được những hoàn cảnh khó khăn nhất. Hơn nữa, vi khuẩn sản xuất Huc rất phổ biến, giúp các nhà nghiên cứu dễ dàng tiếp cận nguồn enzyme đáng tin cậy.
Các nhà nghiên cứu cho biết có rất nhiều hứa hẹn về việc sử dụng loại enzyme này làm nền tảng cho pin nhiên liệu hydro và họ đã mô tả khám phá của mình trên tạp chí Nature. Ngoài ra, họ suy đoán rằng enzyme này có thể có một số ứng dụng trong các thiết bị chạy bằng không khí vì nó thực sự thu năng lượng từ không khí.
