Учените откриха начин да извличат енергия от въздуха

Отдавна е известно, че бактериите Mycobacteriumsmegmatis имат една интересна особеност - те са в състояние да преобразуват съдържащия се във въздуха водород в електрическа енергия. Благодарение на това микробът може да оцелее в най-суровите условия, където няма други източници на енергия. По-специално тази бактерия живее в антарктическа почва, вулканични кратери, дълбоки океани и т.н. Тази способност на M. smegmatis е известна на учените от дълго време, но сега те са открили ензима, който е отговорен за превръщането на водорода в електричество, и разберете как работи. Този ензим може да се използва за производство на електричество от въздуха в истинския смисъл на думата.

Бактерията Mycobacterium smegmatis, която е в състояние да генерира електричество от въздуха

Как бактериите извличат енергия от въздуха

Mycobacterium smegmatis е свързан с бактериите,които причиняват проказа и туберкулоза при хората, но за разлика от своите колеги, той не е патогенен. Ензимът, който помага на M. smegmatis да извлича енергия от въздуха, се нарича Huc. Все още е загадка как точно работи. За да разберат, учените изолират ензима от микроби с помощта на хроматография. Този лабораторен метод позволява разделянето на смесите на отделни компоненти. След това те изследват атомната структура на ензима с помощта на криоелектронна микроскопия.

Излишно е да казвам, криоелектронна микроскопиясе появи сравнително наскоро. През 2017 г. неговите изобретатели получиха Нобелова награда за химия. Използвайки този метод, авторите на работата изпращат електрони до замразена проба от Huc, което прави възможно определянето на нейната атомна структура, както и идентифицирането на електрическите пътища, които ензимът използва за потока на електрони.

Ензимът Huc може да се превърне в източник на електричество

Както се оказа, ензимът съдържа структура,наречен "активен център". Тази структура съдържа заредени железни и никелови йони. Когато молекулите на водорода навлязат в активния център, те се улавят между два метални йона, където губят своите електрони. Тези електрони, „извадени“ от водорода, се насочват от поток от центъра към обвивката на ензима, т.е. възниква електрически ток. Това се съобщава в проучване, публикувано наскоро в списание Nature. Както обясняват учените, електроните, които се абсорбират от йоните на активния център, включително никеловия йон, се прехвърлят към повърхността на ензима чрез молекулярна нишка, която представлява клъстер от йони на желязо и сяра.

Възможно ли е да се извлича електричество от въздуха?

Ако свържете електрод към повърхността на Huc, можетеполучите електрическа верига и по този начин генерирате електричество. Но колко реалистично е това на практика? Проучванията показват, че ензимът може да се съхранява дълго време. Освен това е устойчив на различни влияния на околната среда. По-специално, той издържа на нагряване до 80 градуса по Целзий и замръзване.

Ензимът Huc преобразува водорода в електричество

За генериране на електричество е необходим ензимводород в малки количества. Тоест във въздуха, който дишаме, има достатъчно водород за генериране на електричество. Предвид всички тези свойства, плюс факта, че бактериите се развиват лесно и бързо и живеят навсякъде, Huc може да бъде идеален източник на енергия.

Разбира се, за генериране на електричество в такивамащаб, така че да можете да захранвате целия град или поне една къща, едва ли ще успее. Бактериите обаче могат да се използват за създаване на биологични батерии за джаджи, които не се нуждаят от зарядни устройства. Базираната на Huc батерия ще се "зарежда" с въздух и следователно няма да се разрежда.

Следвайте тази връзка точно сега, за да се абонирате за нашия КАНАЛ YANDEX.ZEN. Тук ще намерите много интересни материали, подготвени за вас от нашите редактори.

Учените обаче са открили интересно свойствоензим - колкото повече водород получава, толкова повече електричество генерира. Това означава, че чистият водород може да се използва като горивна клетка. В този случай електричеството може да бъде достатъчно не само за захранване на смарт часовници, смартфони или лаптопи, но и за електрически превозни средства.

И накрая, припомняме, че наскоро ученитестигнаха до извода, че недрата на Земята съдържат голямо количество естествен водород, който може да бъде обновен. Евтиният водород и електричество „от нищото“, макар и в ограничен мащаб, наистина могат да доведат до революция в енергийния сектор. Освен това учените успяха да постигнат някои положителни резултати в областта на термоядрената енергия, на която някои учени също възлагат големи надежди.