Wetenschappers ontdekken enzym dat lucht in energie kan veranderen, waardoor potentiële nieuwe energiebron wordt ontgrendeld

0
Luister naar dit Artikel

Wetenschappers die een neef bestuderen van de bacterie die verantwoordelijk is voor tuberculose en lepra, hebben een enzym ontdekt dat waterstof omzet in elektriciteit, en ze denken dat het kan worden gebruikt om letterlijk uit het niets een nieuwe, schone energiebron te creëren.


Steun World Unity: alleen via uw maandelijks of eenmalige gift kunnen we de website draaiende houden en de leugens aanpakken. Deze steun is keihard nodig in deze zware economische tijden. Klik hier om te Doneren


Het enzym, dat de naam Huc heeft gekregen, wordt door de bacterie Mycobacterium smegmatis gebruikt om energie te halen uit waterstof uit de lucht, waardoor het kan overleven in extreme, voedselarme omgevingen.

Nu, door het enzym te extraheren en te bestuderen, zeggen de onderzoekers dat ze een nieuwe energiebron hebben gevonden die kan worden gebruikt om een reeks kleine draagbare elektrische apparaten van stroom te voorzien. Ze publiceerden hun bevindingen op 8 maart in het tijdschrift Nature.

“We stellen ons voor dat een Huc-bevattende stroombron een reeks kleine draagbare apparaten van lucht kan voorzien, waaronder biometrische sensoren, omgevingsmonitors, digitale klokken en rekenmachines of eenvoudige computers”, zegt hoofdauteur Rhys Grinter, een microbioloog aan de Monash University in Australië. , vertelde WordsSideKick.com via e-mail.

“Als je Huc meer geconcentreerde waterstof geeft, produceert het meer elektrische stroom”, zei hij. “Wat betekent dat je het in brandstofcellen zou kunnen gebruiken om complexere apparaten aan te drijven, zoals smartwatches of smartphones, meer draagbare complexe computers en mogelijk zelfs een auto.”

M. smegmatis is een niet-pathogene, snelgroeiende bacterie die vaak in het laboratorium wordt gebruikt om de celwandstructuur van zijn naaste, ziekteverwekkende verwant, Mycobacterium tuberculosis, te bestuderen. M. smegmatis komt overal ter wereld veel voor in de bodem en het is al lang bekend dat het sporen waterstof in de lucht omzet in energie; op deze manier kan de microbe overleven in de zwaarste omgevingen, waaronder Antarctische bodems, vulkanische kraters en de diepe oceaan, waar weinig andere brandstof te vinden is, aldus de onderzoekers.

Maar tot nu toe was het een doordringend mysterie hoe M. smegmatis dit deed.

Om de chemie achter het schokkende vermogen van M. smegmatis te onderzoeken, isoleerden de wetenschappers eerst het Huc-enzym dat verantwoordelijk is voor het proces met behulp van chromatografie – een laboratoriumtechniek waarmee wetenschappers de componenten van een mengsel kunnen scheiden. Vervolgens onderzochten ze de atomaire structuur van het enzym met cryo-elektronenmicroscopie, een techniek die de makers ervan de Nobelprijs voor scheikunde 2017 opleverde. Door elektronen te stralen op een bevroren monster van Huc dat was verzameld van M. smegmatis, brachten de onderzoekers de atomaire structuur van het enzym in kaart en de elektrische paden die het gebruikt om de elektronen te vervoeren zodat ze een stroom vormen.

Het team ontdekte dat Huc in het midden een structuur heeft, een actieve site genaamd, die geladen ionen van nikkel en ijzer bevat. Zodra waterstofmoleculen (bestaande uit twee protonen en twee elektronen) de actieve plaats binnenkomen, raken ze gevangen tussen de nikkel- en ijzerionen en worden ze ontdaan van hun elektronen. Het enzym stuurt deze elektronen vervolgens in een stromende stroom mee om een stroom op te wekken.

“De elektronen worden geabsorbeerd door Huc (met name het nikkelion) en overgebracht naar het oppervlak van Huc (door een moleculaire draad gevormd door clusters van ijzer- en zwavelionen),” zei Grinter. “Als we Huc op een elektrode immobiliseren, kunnen de elektronen een elektrisch circuit binnendringen vanaf het enzymoppervlak en stroom opwekken.”

Verdere experimenten toonden aan dat het geïsoleerde Huc-enzym gedurende langere tijd kan worden bewaard; dat het overleeft als het wordt ingevroren of verwarmd tot 176 graden Fahrenheit (80 graden Celsius); en dat het waterstof kan verbruiken in concentraties zo minuscuul als 0,00005% van die in de lucht die we inademen. Deze eigenschappen, naast de alomtegenwoordigheid van de microbe en het vermogen om gemakkelijk te groeien, zouden het enzym een ideale kandidaat kunnen maken voor een energiebron in organische batterijen, aldus de onderzoekers.

“Huc kan energie halen uit waterstof in de lucht, wat in feite onbeperkt is”, zei Grinter. “De hoeveelheid elektriciteit die kan worden opgewekt uit de lage concentraties waterstof in de lucht zal bescheiden zijn. Dit zal de toepassing van Huc in deze context beperken tot apparaten die een kleine maar aanhoudende hoeveelheid stroom nodig hebben. Een aanvullend gebruik van Huc zou in brandstofcellen zijn waar een hogere concentratie waterstof wordt geleverd.”

Bronnen: Live Science

Share.

In tegenstelling tot de reguliere media hebben wij geen inkomsten uit advertenties en ook ontvangen wij geen subsidies van de overheid. Om te bestaan zijn wij volledig afhankelijk van de donaties van onze lezers!

Een gulle donatie verzekert dat we ook in 2024 iedereen van het echte nieuws kunnen blijven voorzien!


<< Klik hier om te doneren >>

 

Misschien later