Мы могли бы использовать зеленый водород для хранения и транспортировки возобновляемой энергии, но на данный момент его все еще сложно производить и преобразовывать в электричество в промышленных масштабах.
Но что, если природа уже делает всю работу за нас?
Исследовательская группа под руководством Австралии обнаружила фермент, который может поглощать водород из воздуха и преобразовывать его в электричество с очень высокой скоростью.
Фермент происходит от обитающей в почве бактерии под названием Mycobacterium smegmatis .
«Нам уже давно известно, что бактерии могут использовать содержащиеся в воздухе следы водорода в качестве источника энергии, помогающего им расти и выживать, в том числе в антарктических почвах, вулканических кратерах и глубинах океана», — говорит профессор Крис Грининг из Институт биомедицинских открытий Университета Монаша.
Это привело к теории: в бактериях должен быть белок (или фермент), который мог бы поглощать водород для получения энергии.
«Мы знали, что для этого должен существовать фермент», — говорит доктор Риз Гринтер, тоже из Монаша.
«Поэтому мы разработали химию, необходимую для его выделения, сумели выделить его и показали, что сам фермент может превращать водород в воздухе в небольшое количество электричества».
Гринтер говорит, что потребовалось почти пять лет, чтобы найти фермент, который они назвали Huc, и показать, что он работает.
«Было довольно много тупиков, которые мы попробовали в первую очередь. Не было дорожной карты для этого. Мы просто выясняли это по ходу дела».
Как только они обнаружили Huc и показали, что это фермент, поглощающий водород, исследователи использовали электронную микроскопию, чтобы установить его форму.
Это позволило им понять механизм Хака: как он работал со своей водородной магией.
Они также использовали метод, называемый электрохимией, чтобы выяснить, насколько хорошо он производит электричество.
«Huc необычайно эффективен, — говорит Гринтер.
«В отличие от всех других известных ферментов и химических катализаторов, он даже потребляет водород ниже атмосферного уровня — всего 0,00005% воздуха, которым мы дышим».
Он также может храниться в очищенном виде в течение длительного времени.
«Он удивительно стабилен. Фермент можно заморозить или нагреть до 80°C, и он сохранит свою способность генерировать энергию», — говорит Эшли Кропп, аспирант в Монаше.
Улов? На данный момент исследователи только показали, что небольшое количество фермента может генерировать такое же небольшое количество электричества.
Но они думают, что могут использовать его в достаточном количестве для питания небольших устройств: бактерии, которые производят Huc, легко выращивать в больших количествах.
«Основываясь на другой работе, проделанной с катализаторами, мы уверены, что если мы увеличим масштабы и поместим их в электрическое устройство, мы сможем использовать их для питания чего-то вроде наручных часов в качестве доказательства концепции», — говорит Гринтер. .
Если бы достаточное количество фермента можно было производить в промышленных масштабах, он мог бы даже стать полезным компонентом гораздо более крупных водородных топливных элементов, например, для автомобиля.
«Я не вижу фундаментального барьера, — говорит Гринтер.
«На поверхности будет достаточно плотности фермента, чтобы он мог катализировать водород. Так что это долгосрочная возможность, но я бы сказал, что это возможность».
Тем не менее, для такого масштабирования фермента потребуются годы работы и дополнительное финансирование.
«Было бы очень приятно получить начальное финансирование и вложить значительный капитал, чтобы действительно запустить процесс», — говорит Гринтер.
Тесла что-то делал такое.
Я видел старые кадры, где транваи едут без проводов.