Nikola Tesla to geniusz, wokół którego narosło pełno mitów. Faktem jest jednak to, że marzył on o energii z powietrza – a dokładniej o niewyczerpalnym, czystym źródle energii, którą pobierać można bezpośrednio z otoczenia. Przyszłość tego rozwiązania widział w cewkach elektrycznych, które potrafią indukować energię. Naukowcom udało się osiągnąć coś podobnego, jednak dzięki mikrobiologii, a nie sztuce nawijania przewodników w spirale.
Prąd z powietrza, czyli energia dzięki bakteriom
Zespół badawczy pod kierownictwem dr. Rhysa Grintera i profesora Chrisa Greeninga z australijskiego Uniwersytetu Monasha zbadali enzym Huc pobrany z bakterii Mycobacterium smegmatis, która jest powszechnie występująca w glebie. Enzym ten przekształca wodór z powietrza w prąd elektryczny. I chociaż w powietrzu, którym oddychamy, są śladowe ilości wodoru, to okazują się one wystarczające do działania całego procesu. Odkrycie to otwiera drogę do rozwoju urządzeń, które będą w stanie wytwarzać energię z powietrza.
W badaniach wykorzystali zaawansowaną mikroskopię (cryo-EM), aby określić strukturę atomową i drogi przewodzenia elektrycznego enzymu, a także technikę elektrochemii, aby pokazać, że oczyszczony enzym tworzy elektryczność przy niewielkich stężeniach wodoru. Enzym Huc jest niezwykle efektywny i zużywa wodór poniżej poziomu atmosferycznego, nawet w ilości 0,00005% powietrza, którym oddychamy. Enzym ten jest również bardzo stabilny, zachowuje swoje właściwości zarówno w temperaturach ujemnych, jak i tych do 80 stopni Celsjusza, a jego przechowywanie jest możliwe przez długi czas.
Energia z powietrza i bakterie na wodór
Co ciekawe samo pozyskiwanie kluczowej substancji nie jest większym problemem. Bakterie wytwarzające enzymy podobne do Huc są powszechne i mogą być hodowane w dużych ilościach. To oznacza, że mamy dostęp do zrównoważonego źródła enzymu. No dobrze, ale dlaczego bakterie żywią się akurat wodorem, którego przecież jest w powietrzu stosunkowo mało? Otóż pierwiastek ten jest reaktywny i zwykle występuje w postaci związanej z innymi elementami, takimi jak tlen czy węgiel. Bakterie wodórkonsumujące posiadają jednak zdolność do rozkładania związanych z wodorem cząsteczek i wykorzystywania go jako źródła energii.
Tego typu bakterie mogą występować w różnych środowiskach, w tym w glebie, wodzie czy w układzie trawiennym zwierząt. Są też obecne w ekstremalnych warunkach, takich jak w gorących źródłach, na dnie oceanów czy na obszarach pokrytych lodem. Dzięki zdolności do pobierania wodoru jako źródła energii bakterie te mogą przetrwać w miejscach, gdzie nic innego nie byłoby w stanie przeżyć.
Energia z powietrza – do czego można jej użyć?
Urządzenia zasilanie energią z powietrza nie będą raczej zbyt zaawansowane. Mowa tu raczej o energooszczędnych, dość prymitywnych układach. Nie ma więc co marzyć o smartfonie, który czerpie energię z powietrza, ani tym bardziej samochodzie. Nie oznacza to jednak, że odkrycie to jest obojętne dla świata motoryzacji. Energia z powietrza wedle naukowców może znaleźć swoje zastosowanie w produkcji biopaliw. Kolejną istotną dziedziną jest oczyszczanie ścieków. Enzym Huc może także w przyszłości zrewolucjonizować ogniwa wodorowe.
Źródło: Scitechdiali, YouTube, fot. domena publiczna