Nhóm nghiên cứu từ Đại học Monash, Mỹ, phát hiện ra rằng vi khuẩn Mycobacterium smegmatis có thể tạo ra các enzym tiêu thụ hydro và tạo ra dòng điện từ không khí, The Independent đưa tin.
Giáo sư Chris Greening từ Viện Khám phá Y sinh của trường đại học Monash cho biết những vi khuẩn này sử dụng năng lượng để phát triển và tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt ở Nam Cực, miệng núi lửa và sâu trong đại dương.
Làm thế nào Enzyme có thể tạo ra điện từ không khí loãng?
Enzyme có tên là Huuc được vi khuẩn Mycobacterium smegmatis sử dụng để tạo ra năng lượng từ hydro trong khí quyển. Vi khuẩn này không gây bệnh và phát triển nhanh, thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm để nghiên cứu cấu trúc thành tế bào của người họ hàng gây bệnh lao của nó, Mycobacterium tuberculosis.
Mặc dù khả năng lấy hydro từ không khí như một nguồn năng lượng đã được biết đến rộng rãi trong giới khoa học, nhưng chỉ đến bây giờ các nhà khoa học mới bắt đầu hiểu cách thức hoạt động của nó. Live Science báo cáo rằng nhóm nghiên cứu đã lần đầu tiên phân lập enzym Huc bằng phương pháp sắc ký, một kỹ thuật phòng thí nghiệm cho phép các nhà khoa học tách các thành phần của hỗn hợp.
Sau đó, nhóm cũng đã nghiên cứu cấu trúc nguyên tử của enzyme bằng kỹ thuật đoạt giải Nobel năm 2017 có tên là kính hiển vi điện tử lạnh. Họ chiếu chùm electron lên một mẫu enzyme Huc đông lạnh được thu thập từ vi khuẩn smegmatis và sau đó vạch ra cấu trúc nguyên tử và các đường dẫn điện mà nó sử dụng để tạo ra điện.
Các nhà khoa học phát hiện ra rằng Huc có một cấu trúc ở trung tâm, được gọi là “trung tâm hoạt động”, chứa các ion niken và sắt tích điện. Khi một nguyên tử hydro đi vào vị trí hoạt động, nó bị mắc kẹt giữa các ion niken và sắt và bị tước bỏ các electron của nó để tạo ra dòng điện.
Các nhà nghiên cứu giải thích rằng các electron mà Huc hấp thụ sẽ được chuyển lên bề mặt của nó và nếu enzyme này được cố định trên một điện cực, thì các electron có thể đi vào mạch điện từ bề mặt và tạo ra điện.
Các thí nghiệm sau đó cũng tiết lộ rằng enzyme Huc đã phân lập có thể được lưu trữ trong thời gian dài và tồn tại cả ở nhiệt độ nóng hoặc đông lạnh. Những thuộc tính này cùng khả năng phát triển của nó khiến enzym Huc trở thành một ứng cử viên lý tưởng cho nguồn năng lượng sạch, như pin hữu cơ.
Nguồn năng lượng sạch cho các thiết bị di động
Một báo cáo của SciTech Daily nói rằng Huc có thể hoạt động như một viên "pin tự nhiên”, tạo ra dòng điện duy trì từ không khí hoặc thêm hydro. Điều đó có nghĩa là nó có thể cung cấp năng lượng cho một loạt các thiết bị điện cầm tay nhỏ như điện thoại đi động.
Mặc dù vẫn còn quá sớm để đánh giá tiềm năng của công nghệ này, nhưng việc khám phá ra nó có thể trở thành giải pháp thay thế cho các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng khả năng sinh sản với số lượng lớn của vi khuẩn có thể loại bỏ giới hạn của sản xuất năng lượng.
