علماء يكتشفون إنزيما في بكتيريا التربة يمكنه تحويل الهواء إلى كهرباء

اكتشف علماء أستراليون إنزيما يحول الهواء إلى كهرباء، ما قد يؤدي إلى فتح مصدر غير محدود تقريبا من الطاقة النظيفة.

وقد وجد فريق جامعة موناش في ملبورن بأستراليا أن إنزيما مستهلكا للهيدروجين من بكتيريا التربة الشائعة، كان قادرا على توليد تيار كهربائي باستخدام الغلاف الجوي كمصدر للطاقة.

In @Nature today (open access), we report the structural and mechanistic basis of how bacteria harvest energy from air. We reveal a novel enzyme, Huc, consumes atmospheric levels of hydrogen gas and transfers the derived electrons for aerobic respiration. https://t.co/5J0Pq1mS7l
— Chris Greening (@greeninglab) March 8, 2023

وقال البروفيسور كريس غريننغ، من معهد اكتشاف الطب الحيوي بجامعة موناش في ملبورن: "لقد عرفنا منذ بعض الوقت أن البكتيريا يمكنها استخدام أثر الهيدروجين الموجود في الهواء كمصدر للطاقة يساعدها على النمو والبقاء، بما في ذلك تربة أنتاركتيكا، والفوهات البركانية، وفي أعماق المحيط. لكننا لم نعرف كيف فعلت ذلك، حتى الآن".

إقرأ المزيد

"مستقبل النقل" .. طائرات تعمل بالأسمدة وبطاريات الملح في السيارات بحلول نهاية العقد

وبحسب ما ذكرته الورقة البحثية المنشورة في مجلة Nature، بتاريخ 8 مارس، فإن العلماء الذين يدرسون قريبا مباشراً للبكتيريا المسؤولة عن مرض السل والجذام، تمكنوا من استخراج الإنزيم المسؤول عن استخدام الهيدروجين الجوي من بكتيريا التربة تسمى المتفطرة اللخنية (Mycobacterium smegmatis).

وأظهر الفريق أن الإنزيم المسمى Huc، أثبت أنه "مستقر بشكل مذهل" وفعال بشكل ملحوظ في توليد "طاقة من الهواء الرقيق".

وأشار الدكتور ريس غرينتر من جامعة موناش: "إن Huc ذو كفاءة غير عادية. وعلى عكس جميع الإنزيمات والمحفزات الكيميائية المعروفة الأخرى، فإنه يستهلك الهيدروجين أقل من مستوياته في الغلاف الجوي، أي أقل من 0.00005% من الهواء الذي نتنفسه".

وكشفت التجارب أن من الممكن تخزين Huc المنقى لفترات طويلة في درجات حرارة التجمد أو تسخينه إلى 80 درجة مئوية (176 درجة فهرنهايت) دون أن يفقد قدرته على توليد الكهرباء، وهو ما "يعكس كون هذا الإنزيم يساعد البكتيريا على البقاء في أكثر البيئات قسوة"، بحسب العلماء.

ويوضح العمل أن Huc يعمل مثل "بطارية طبيعية" تنتج تيارا كهربائيا مستداما من الهواء أو الهيدروجين المضاف.

إقرأ المزيد

"أعلى مستوى على الإطلاق".. تقرير يكشف ارتفاع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية في عام 2022!

وفي حين أن النتائج ما تزال في مرحلة مبكرة، فإن اكتشاف Huc لديه إمكانات كبيرة لتطوير أجهزة صغيرة تعمل بالطاقة، على سبيل المثال كبديل للأجهزة التي تعمل بالطاقة الشمسية.

ويشار إلى أن البكتيريا التي تنتج إنزيمات مثل Huc شائعة ويمكن زرعها بكميات كبيرة، ما يعني أنه يمكننا الوصول إلى مصدر مستدام للإنزيم.

ويقول الدكتور غرينتر إن الهدف الأكثر إلحاحا هو زيادة إنتاج Huc بحيث يمكن استخدامه بكفاءة على نطاق أوسع.

المصدر: إندبندنت