تولید برق از هوای رقیق

بسیاری از کوچکترین موجودات جهان ابزارهای باورنکردنی برای بقا دارند. به عنوان مثال، برخی از باکتری‌های خاک می ‌توانند هیدروژن را از هوا ببلعند و در صورت گرسنگی از آن به عنوان سوخت استفاده کنند.

به گزارش سیناپرس، دقیقاً همین ترفند میکروبیولوژیکی است که محققان دانشگاه موناش استرالیا را در مسیری طولانی برای یافتن و جداسازی آنزیمی از مایکوباکتریوم اسمگماتیس قرار داده است که هیدروژن مصرف شده را پردازش کرده و از آن الکتریسیته تولید می کند. در حال حاضر، این روش پتانسیل استفاده برای تامین انرژی وسایلی مانند دستگاه های کوچک و ایمپلنت ها دارد.

کریس گرینینگ (Chris Greening) استاد میکروبیولوژی در موناش و یکی از رهبران این مطالعه گفت: مدتی است که می ‌دانیم باکتری‌ها می‌ توانند از هیدروژن موجود در هوا به عنوان منبع انرژی برای کمک به رشد و بقای خود از جمله در خاک‌های قطب جنوب، دهانه‌ های آتشفشانی و اعماق اقیانوس استفاده کنند. اما ما تا به حال نمی دانستیم آنها چگونه این کار را انجام می دادند.

در حالی که هیدروژن تنها ۰٫۰۰۰۰۰۵ درصد اتمسفر را تشکیل می دهد، این آنزیم کاتالیزور هیدروژن جدا شده که Huc نام دارد، قادر است آن را به راحتی مصرف کند و در حالی که باکتری ها سالانه ۷۰ میلیون تن هیدروژن را از هوا خارج می کنند، ساختار مولکولی Huc آنزیم مولکول های هیدروژن را برای تشکیل یک زنجیره انتقال الکترون شکافته و اساساً یک مدار الکتریکی در سلول تولید می کند.

ریس گرینتر (Rhys Grinter) پژوهشگر اصلی از موسسه کشف زیست پزشکی دانشگاه می گوید: Huc فوق العاده کارآمد است. برخلاف تمام آنزیم‌ها و کاتالیزورهای شیمیایی شناخته‌ شده، حتی هیدروژن را کمتر از سطح جوی مصرف می‌ کند.

گرینتر در ادامه گفت: Huc ذخیره ‌سازی بسیار متنوع و طولانی را ارائه می ‌کند و مانند باتری است که تمام نمی ‌شود.

اشلی کروپ (Ashleigh Kropp) یکی دیگر از محققان این مطالعه، گفت: این روش به طرز شگفت آوری پایدار است. می ‌توان آنزیم را منجمد کرد یا آن را تا دمای ۸۰ درجه سانتی‌گراد گرم کرد اما قدرت خود را برای تولید انرژی حفظ می ‌کند. این یافته نشان می دهد که این آنزیم به باکتری ‌ها کمک می ‌کند در شدیدترین محیط ‌ها زنده بمانند.

به گزارش سیناپرس، با این حال، کمی زود است که موفقیت تجاری قریب الوقوع Huc را جشن بگیریم چراکه دانشمندان تاکنون تنها مقدار کمی الکتریسیته را از منبع کم آنزیم تولید کرده اند.به گزارش سیناپرس، گرینتر معتقد است، با گذشت زمان، سرمایه گذاری و افزایش انبوه چگالی آنزیم، انرژی مورد نیاز برای دستگاه های کوچک مانند ساعت، ای ای دی ها یا رایانه های ساده، می تواند اولین گام می تواند باشد.

گرینتر درخاتمه گفت: تولید Huc به راحتی مقیاس پذیر است و می توان آن را از مواد خام ساده و ارزان مانند محصولات کشاورزی تولید کرد که با کاتالیزورهای شیمیایی گران قیمت مبتنی بر پلاتین برای تبدیل هیدروژن مقایسه می شود. گرینتر افزود: پیدایش این پروژه میکروبیولوژی محیطی بود که منجر به پیشرفت‌های عمده در درک ما از بیوشیمی شد و امیدواریم در نهایت منجر به فناوری‌های جدید شود.

شرح کامل این تحقیق در مجله Nature منتشر شده است.

مترجم: سامیه خسروی زاده

No tags for this post.