Cientistas descobrem enzima que transforma ar em eletricidade

Os cientistas demonstraram que uma enzima chamada Haq converte gás hidrogênio em corrente elétrica.

Pesquisadores australianos descobriram uma enzima que transforma o vento em energia.

Pesquisadores australianos descobriram uma enzima que transforma o ar em energia. O estudo foi publicado recentemente em uma revista de prestígio Natureza, mostrando que a enzima usa pequenas quantidades de hidrogênio no ar para gerar uma corrente. Este avanço abre caminho para o desenvolvimento de dispositivos que podem gerar energia a partir do ar rarefeito.

A descoberta foi feita por uma equipe de cientistas liderada pelo Dr. Rhys Grinter, Ashleigh Grob, Ph.D. aluno, e o professor Chris Greening do Biomedicine Discovery Institute da Monash University em Melbourne, Austrália. A equipe produziu e estudou uma enzima consumidora de hidrogênio derivada de uma bactéria comumente encontrada no solo.

Trabalhos recentes da equipe mostraram que muitas bactérias usam hidrogênio da atmosfera como fonte de energia em ambientes pobres em nutrientes. “Sabemos há algum tempo que as bactérias podem usar o hidrogênio no ar como fonte de energia para crescer e sobreviver, inclusive em solos antárticos, crateras vulcânicas e no oceano profundo”, disse o professor Greening. “Mas não sabíamos como eles faziam isso, até agora.”

Nisso Natureza No artigo, os pesquisadores isolaram a enzima responsável pelo uso do hidrogênio atmosférico da bactéria. Mycobacterium smegmatis. Eles mostraram que essa enzima, chamada Haq, converte gás hidrogênio em corrente elétrica.

dr. Grinder observa: “Huc é extraordinariamente eficiente. Ao contrário de todas as outras enzimas e catalisadores químicos conhecidos, ele usa hidrogênio abaixo dos níveis atmosféricos – apenas 0,00005% do ar que respiramos”.

Os pesquisadores usaram vários métodos sofisticados para revelar o mapa molecular da oxidação do hidrogênio atmosférico. Eles usaram microscopia de última geração (cryo-EM) para determinar sua estrutura atômica e vias elétricas, ultrapassando os limites para produzir a estrutura enzimática mais resolvida relatada até o momento. Eles também usaram uma técnica chamada eletroquímica para demonstrar que a enzima purificada produzia eletricidade em concentrações mínimas de hidrogênio.

EM. O trabalho de laboratório realizado por Kropp mostrou que o Huc purificado pode ser armazenado por longos períodos de tempo.

“É surpreendentemente estável. É possível congelar a enzima ou aquecê-la a 80 graus.[{” attribute=””>Celsius, and it retains its power to generate energy,” Ms. Kropp said. “This reflects that this enzyme helps bacteria to survive in the most extreme environments.”

Huc is a “natural battery” that produces a sustained electrical current from air or added hydrogen. While this research is at an early stage, the discovery of Huc has considerable potential to develop small air-powered devices, for example as an alternative to solar-powered devices.

The bacteria that produce enzymes like Huc are common and can be grown in large quantities, meaning we have access to a sustainable source of the enzyme. Dr. Grinter says that a key objective for future work is to scale up Huc production. “Once we produce Huc in sufficient quantities, the sky is quite literally the limit for using it to produce clean energy.”

Reference: “Structural basis for bacterial energy extraction from atmospheric hydrogen” by Rhys Grinter, Ashleigh Kropp, Hari Venugopal, Moritz Senger, Jack Badley, Princess R. Cabotaje, Ruyu Jia, Zehui Duan, Ping Huang, Sven T. Stripp, Christopher K. Barlow, Matthew Belousoff, Hannah S. Shafaat, Gregory M. Cook, Ralf B. Schittenhelm, Kylie A. Vincent, Syma Khalid, Gustav Berggren and Chris Greening, 8 March 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-05781-7 

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