Экологически чистая энергия может быть получена прямо из воздуха
Это открытие ученых можно считать удивительным, ведь удалось, ни много ни мало, а разработать работающий способ получения энергии прямо их атмосферного воздуха. Исследователи обратили внимание на способность некоторых бактерий окислять молекулярный водород, содержащийся в воздухе. Они делают это за счет особых ферментов. Объемы используемого ими водорода, конечно, ничтожны, но принцип может быть использован для создания действующих установок, которые могут снабжать энергией различные устройства с небольшим потреблением. Стоит отметить преимущество этого подхода – получаемая энергия является экологически чистой.
Почвенные бактерии заслуживают самого пристального внимания. Процесс окисления молекулярного водорода является для них важным биогеохимическим процессом. Он охватывает не менее 75% всего объема водорода, который удаляется из атмосферы. Благодаря ему бактерии обеспечивают себя дополнительной энергией, если условия не позволяют получать достаточно питательных веществ из почвы. Это наблюдается в таких экстремальных местах, как кратеры вулканов, океанское дно или почвы Антарктики. Вместе с тем этот процесс очень слабо изучен.
Очень много вопросов ставит перед исследователями тот факт, что бактерии научились эффективно нивелировать действие молекулярного кислорода, выступающего в данном случае в качестве каталитического яда. Интрига становится еще острее на фоне понимания, что концентрация кислорода в шесть раз выше, чем концентрация молекул водорода, являющихся целью для бактерий. Проблемой занялись в Университете Монаша. Австралийские ученые решили детально разобрать процесс окисления водорода бактерией Mycobacterium smegmatis. Команда специалистов провела глубокое исследование его структурной и механистической основы.
В ходе исследований был выявлен особый фермент Huc. По их убеждению, он отвечает за реакцию окисления водорода и обеспечивает дальнейшую генерацию энергии внутри клеток бактерий. Также ими были созданы пленки на его основе, пригодные для нанесения на электрод. Они были использованы в экспериментах по получению электричества при различных концентрациях водорода в воздухе. Опытным путем было установлено, что окисление водорода, может быть, даже при крайне низких концентрациях. При этом эффективность процесса никак не зависела от концентрации кислорода.
Белок Huc оказался крайне стабильным. Он допускает не только длительное замораживание, но и нагрев до 80 градусов по шкале Цельсия. Кроме того, его допустимо хранить длительный срок. Исследования пока находятся на самой ранней стадии, но их потенциал оценивается экспертами как значительный. Они допускают, что в будущем он может стать альтернативой получению энергии из солнечного света. Фермент не будет дефицитом – бактерии, производящие его, распространены, и допускают выращивание в условиях лаборатории.
