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清洁能源新突破 空气转化电能!

时间:2023-3-14
 

虽然我们大多数人永远不会目睹它们,但世界上许多最小的生物体有一些令人难以置信的生存方法。例如,一些土壤细菌可以吞噬空气中的氢气,并在缺少任何其他食物的情况下将其用作能源。

正是这种微生物的奥妙生存方法让澳洲Monash大学的研究人员走上了一条漫长的道路,找到并分离出一种来自耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)的酶(enzyme),这种酶可以处理消耗的氢气并将其作为电力输出。现在,这有可能被利用来为小型设备和植入物等提供动力。

 

Monash大学大学微生物学教授、这项研究的共同作者Chris Greening说:“我们已经知道,细菌可以利用空气中的微量氢气作为能量来源,帮助它们生长和生存,包括在南极的土壤、火山口和深海。但是直到现在,我们不知道它们是如何做到这一点的。”

虽然氢气只占大气层的0.00005%,但这种被分离出来的氢气催化酶Huc,能够轻易地消耗它。虽然细菌每年从空气中消耗 7000万吨氢气,但Huc的分子结构看到该酶分裂氢分子以形成电子传输链,本质上在细胞中产生一个电路。

 

该大学生物医学发现研究所的主要作者Rhys Grinter说:“Huc的效率特别高。与所有其他已知的酶和化学催化剂不同,它甚至消耗低于大气水平的氢气,只占我们呼吸的空气的0.00005%。”

该团队花了五年时间才分离出Huc,但他们对这个小动力源的许多方面感到惊讶。除了对氧气不敏感(氧气会毒害许多氢气催化剂),它还提供了极其广泛和长久的储存,并且就像一个永远不会耗尽能量的电池,只要空气中还有极少量的氢气在活动。

然而,庆祝Huc即将取得的商业成功还有点为时过早。迄今为止,科学家们只从同样少量的酶中产生了少量的电荷。

但是对于这个团队来说,这是一个令人难以置信的发现,他们的出发点只是为了更好地了解细菌在环境中的工作方式。虽然它的实际用途表明,第一步将是把它作为小型设备的电池单元,如时钟、LED球或简单的计算机,但Grinter认为,随着时间、资金和大规模提高酶的密度,为汽车供电是未来的一种可能性。

图片:Monash University