Електрику можна буде виробляти з повітря: науковці вигадали екстраординарний метод
- Бактерії щорічно поглинають близько 70 млн т водню (H2) з атмосфери.
- В університеті Монаша досліджували ґрунтові бактерії і виявили, що їх життєдіяльність забезпечує унікальний фермент гідрогеназа.
- Речовина чи не єдиний каталізатор водню, який не пригнічується киснем.
Гідрогеназа перетворює водень з атмосфери Землі в електричний струм. Речовина по суті розриває зв’язок між протонами й електронами в атомах водню, звільняючи їх. Потім ці електрони потрапляють у впорядкований потік, тобто перетворюються в електрику. По суті кожна бактерія — природна батарейка, тож теоретично з них можна буде добувати електрику. У перспективі метод може стати альтернативою сонячній енергії, але тільки для роботи невеликих пристроїв.
Заборона розповідає про новаційне відкриття науковців.
Грунтові бактерії: чим унікальні
Бактерії щорічно поглинають близько 70 млн т водню (H2) з атмосфери. Найбільша кількість припадає на ґрунтові мікроорганізми, пише Science Alert.
Команда вчених з австралійського університету Монаша проаналізували генетичний код ґрунтової бактерії під назвою Mycobacterium smegmatis і виявили унікальні властивості ферментів, які вона продукує.
Так, дослідження показали, що у генах мікобактерій фактично прописана схема перетворення спожитого водню на енергію. За цей процес відповідає гідрогеназа (Huc). Це фермент, який абсолютно не пригнічується киснем, що вкрай важливо, адже водню у повітрі всього 0.00005%.
«Ми виділили фермент і виявили, що він може виробляти електричний струм безпосередньо під впливом навіть незначної кількості водню. Таким чином, Huc може мати значний потенціал для живлення невеликих стійких пристроїв з повітряним двигуном у майбутньому», — кажуть вчені.
Ферменти для живлення електроприладів: як це має працювати
Водень — це найпростіша молекула, яка складається з двох позитивно заряджених протонів. Їх утримує разом зв’язок, утворений двома негативно зарядженими електронами. Гідрогеназа розриває цей зв’язок: протони розходяться, а електрони звільняються.
У бактеріях ці вільні електрони потім потрапляють у складний транспортний ланцюг і в кінцевому результаті використовуються для забезпечення клітини енергією.
Цей ланцюг впорядковує негативно заряджені частинки — саме з них складається електрика. Тобто Huc фактично перетворює водень в електричний струм.
«Ми використали метод під назвою електрохімія, який показав, що Huc може перетворювати мінімальні концентрації водню в повітрі безпосередньо в електрику, яка може живити електричне коло. Це чудове та безпрецедентне досягнення для каталізатора, що споживає водень. Як наслідок, Huc має значний потенціал у розробці невеликих стійких повітряних пристроїв як альтернативи сонячній енергії», — діляться сподіваннями науковці.
Однак для реалізації потенціалу бактерій, за їх словами, потрібно подолати кілька технічних проблем:
- збільшити масштаби виробництва Huc — у лабораторії вони виробляють Huc у міліграмах, але для випробувань треба масштабувати цей процес хоча б до грамів;
- збільшити кількість водню — концентрація у повітрі достатня для живлення тільки невеликих приладів, наприклад, монітора, годинника, ноутбука.
Раніше Заборона розповідала про новаційну модель, створену австралійськими науковцями. Вона показує, як змінилася планета за 100 млн років.
