Vedci objavili „svätý grál“ čistej elektrickej energie. Sme blízko k neobmedzenému zdroju, tvrdia

Neobmedzená čistá energia je považovaná vedcami za „svätý grál“. Nová štúdia však teraz naznačuje, že odpoveď na túto otázku by mohla spočívať v enzýme, ktorý premieňa vodík na elektrinu.

Ako uvádza portál Live Science, vedci si myslia, že enzým pomenovaný „Huc“ by sa dal použiť na vytvorenie nového a čistého zdroja energie doslova zo vzduchu. Použiť by sa dal na napájanie množstva malých prenosných elektrických zariadení. 

Malý a účinný

Svoje prelomové zistenia zverejnili vedci z Monash University v Austrálii v časopise Nature.

„Predstavujeme si, že zdroj energie obsahujúci Huc by mohol napájať celý rad malých prenosných zariadení využívajúcich vzduch, vrátane biometrických senzorov, monitorov prostredia, digitálnych hodín a kalkulačiek alebo jednoduchých počítačov,“ uviedol hlavný autor a mikrobiológ z Monash University v Austrálii Rhys Grinter.

„Keď poskytnete Hucu koncentrovanejší vodík, produkuje viac elektrického prúdu,“ povedal Grinter ďalej. „Čo znamená, že by ste ho mohli použiť v palivových článkoch na napájanie zložitejších zariadení, ako sú inteligentné hodinky alebo smartfóny, prenosnejšie zložité počítače a možno aj auto.“

Enzým, ktorý dostal názov Huc, využíva baktéria Mycobacterium smegmatis na čerpanie energie z atmosférického vodíka, čo jej v podstate zabezpečuje prežitie v extrémnych prostrediach chudobných na živiny.

Jedinečná schopnosť

Šokujúcu schopnosť spomínanej baktérie chceli vedci poriadne preskúmať, a tak najskôr izolovali enzým Huc pomocou laboratórnej techniky, ktorá umožňuje oddeliť zložky zmesi. Následne skúmali jeho štruktúru pomocou kryoelektrónovej mikroskopie, techniky, ktorá tvorcom získala Nobelovu cenu za chémiu v roku 2017. 

Svätý grál influencerov alebo prírodný zázrak? Takáto je pravda o CBD

Vyžarovaním elektrónov na zamrznutú vzorku enzýmu Huc zmapovali výskumníci jeho atómovú štruktúru a elektrické dráhy, ktoré na prenášanie elektrónov používa. Tie následne tvoria elektrický prúd.

Vedecký tím zistil, že enzým má vo svojom strede štruktúru nazývanú „aktívne miesto“, ktorá obsahuje nabité ióny železa a niklu. Po tom, ako molekuly vodíka vstúpia do aktívneho miesta, zachytia sa medzi iónmi niklu a železa a zbavia sa ich elektrónov. Potom enzým posiela tieto elektróny v tzv. tečúcom prúde, aby vytvoril elektrický prúd.

„Elektróny sú absorbované Hucom (konkrétne iónom niklu) a prenášané na povrch Huc (molekulárnym drôtom tvoreným zhlukmi iónov železa a síry),“ povedal Grinter. „Ak imobilizujeme Huc na elektróde, elektróny môžu vstúpiť do elektrického obvodu z povrchu enzýmu a generovať prúd.“

Neobmedzené možnosti

Následné experimenty zistili, že izolovaný enzým Huc je možné skladovať dlhší čas. Dokáže totiž prežiť zmrazenie alebo zahriatie až na 80 stupňov Celzia. Okrem toho enzým vie spotrebovať vodík v tak nepatrných koncentráciách ako 0,00005 % z toho, čo sa nachádza vo vzduchu, ktorý dýchame. 

zdroj: Unsplash/@dkai

Tieto atribúty, spoločne s všadeprítomnosťou mikróbov a schopnosťou ľahko sa pestovať, by mohli z enzýmu Huc urobiť dokonalého kandidáta na zdroj energie v organických baktériách. 

„Huc dokáže extrahovať energiu z vodíka vo vzduchu, čo je v skutočnosti neobmedzená možnosť,“ povedal Grinter.

„Množstvo elektriny, ktoré možno vyrobiť z nízkych koncentrácií vodíka vo vzduchu, bude skromné. To obmedzí aplikáciu Huc v tomto kontexte na zariadenia, ktoré vyžadujú malé, ale trvalé množstvo energie.“