Prielom v čistej energii by mohol viesť k výrobe elektriny zo vzduchu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 5. 4. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Hoci väčšina z nás toho nikdy nebude svedkom, mnohé z najmenších organizmov na svete majú neuveriteľné spôsoby prežitia. Napríklad niektoré pôdne baktérie dokážu pohlcovať vodík zo vzduchu a používať ho ako palivo, ak im chýba iná potrava.
Práve tento mikrobiologický trik priviedol výskumníkov z Monashskej univerzity v Austrálii na dlhú cestu k nájdeniu a izolácii enzýmu z baktérie Mycobacterium smegmatis, ktorý spracúva spotrebovaný vodík a vydáva ho vo forme elektriny. Teraz má tento potenciál využitie na napájanie takých vecí, ako sú malé zariadenia a implantáty.
„Už nejaký čas vieme, že baktérie môžu využívať stopové množstvo vodíka vo vzduchu ako zdroj energie, ktorý im pomáha rásť a prežiť, a to aj v antarktickej pôde, sopečných kráteroch a v hlbokom oceáne,“ povedal Chris Greening, profesor mikrobiológie na Monashskej univerzite a spoluvedúci tejto štúdie. „No doteraz sme nevedeli, ako to robia“.
Hoci vodík tvorí len 0,00005 % atmosféry, tento izolovaný enzým katalyzujúci vodík, ktorý tím nazval ako Huc, ho dokáže ľahko spotrebovať. A zatiaľ čo baktérie ročne odstránia z ovzdušia 70 miliónov ton vodíka, molekulárna štruktúra enzýmu Huc spôsobuje, že enzým rozdeľuje molekuly vodíka a vytvára elektrónový transportný reťazec, čím v podstate vytvára elektrický obvod v bunke.
„Huc je mimoriadne účinný,“ hovorí hlavný autor Rhys Grinter z univerzitného Ústavu pre objavovanie biomedicíny. „Na rozdiel od všetkých ostatných známych enzýmov a chemických katalyzátorov spotrebuje dokonca vodík pod úrovňou atmosférických hodnôt - len 0,00005 % vzduchu, ktorý dýchame“.
Tímu trvalo päť rokov a niekoľko slepých uličiek, kým izoloval enzým Huc, ale keď sa im to podarilo, boli ohromení mnohými aspektmi tejto miniatúrnej elektrárne.
Podľa tímu Huc poskytuje mimoriadne všestranné a dlhodobé skladovanie a je ako batéria, ktorá sa nikdy nevybije, teda pokiaľ sa vo vzduchu vyskytuje čo i len stopové množstvo vodíka.
„Je úžasne stabilný,“ povedala Ashleigh Kroppová, doktorandka a spoluautorka štúdie. „Enzým je možné zmraziť alebo zahriať na 80 stupňov Celzia a zachová si svoju schopnosť vyrábať energiu. To svedčí o tom, že tento enzým pomáha baktériám prežiť v tých najextrémnejších prostrediach“.
Je však trochu predčasné oslavovať blížiaci sa komerčný úspech. Vedci zatiaľ vygenerovali len malé množstvo elektrického náboja z rovnako malej zásoby enzýmu.
Zatiaľ čo jeho praktické využitie naznačuje, že prvým krokom by malo byť použitie ako batériových článkov pre malé zariadenia, ako sú hodiny, LED svetlá alebo jednoduché počítače, vedci veria, že s časom, finančnými prostriedkami a masívnym zvýšením hustoty enzýmu je možné v budúcnosti poháňať aj auto. A vďaka tomuto vývoju by podľa tímu mala byť technológia založená na Huc schopná poskytnúť zdroj čistej energie za konkurencieschopnú cenu.
Objav tiež zdôrazňuje, aké dôležité je financovanie výskumu a vývoja vo všetkých oblastiach vedy. Určite to nie je prvý prekvapivý nový objav, ktorý pochádza z inej oblasti výskumu.
„Pri zrode tohto projektu stála environmentálna mikrobiológia, ktorá viedla k významnému pokroku v našom chápaní biochémie a dúfame, že v konečnom dôsledku povedie k novým technológiám,“ dodal Grinter. „Je takmer nemožné predpovedať, odkiaľ príde ďalší prelomový objav. Preto je vo všeobecnosti trvalé financovanie vysokokvalitnej vedy naprieč disciplínami nesmierne dôležité, a to tak na vytváranie nových poznatkov, ako aj na vývoj nových užitočných technológií“.
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Nature.
