Scienziati australiani hanno scoperto un enzima che converte l’aria in energia. La scoperta, pubblicata nella rivista Nature, rivela che questo enzima utilizza le basse quantità di idrogeno presenti nell’atmosfera per creare una corrente elettrica. La scoperta apre la strada alla creazione di dispositivi che letteralmente dal nulla producono energia.
Il team di ricerca del Monash University Biomedicine Discovery Institute di Melbourne, Australia, guidato da Rhys Grinter, composto da Ashleigh Kropp e Chris Greening, ha prodotto e analizzato un enzima che consuma idrogeno da un comune batterio del suolo.
Il recente lavoro del team ha dimostrato che molti batteri utilizzano l’idrogeno dell’atmosfera come fonte di energia in ambienti poveri di nutrienti.
Rhys Grinter ha affermato:
«Sappiamo da tempo che i batteri possono utilizzare le tracce di idrogeno presenti nell’aria come fonte di energia per aiutarsi a crescere e sopravvivere, anche nei terreni antartici, nei crateri vulcanici e nelle profondità oceaniche».
I ricercatori hanno estratto l’enzima responsabile dell’utilizzo dell’idrogeno atmosferico da un batterio chiamato Mycobacterium smegmatis (una specie di batterio che si comporta in maniera simile al Mycobacterium tuberculosis, che porta la malattia). Hanno dimostrato che questo enzima, chiamato Huc, trasforma l’idrogeno gassoso in corrente elettrica.
Rhys Grinter ha detto:
«L’enzima Huc è straordinariamente efficiente, a differenza di tutti gli altri enzimi e catalizzatori chimici conosciuti, consuma persino l’idrogeno al di sotto dei livelli atmosferici, appena lo 0,00005% dell’aria che respiriamo».
I ricercatori applicando diversi metodi all’avanguardia per rivelare l’impronta molecolare dell’ossidazione dell’idrogeno atmosferico, hanno utilizzato la microscopia avanzata (crio-EM) per determinare la struttura atomica e i percorsi elettrici, spingendosi con questo metodo oltre i limiti, per produrre la più evoluta struttura enzimatica finora riportata. Hanno inoltre utilizzato una tecnica chiamata elettrochimica per dimostrare che l’enzima purificato crea elettricità a minime concentrazioni di idrogeno.
Il lavoro di laboratorio è stato svolto dalla ricercatrice Ashleigh Kropp, ha detto:
«Abbiamo dimostrato che è possibile conservare l’enzima Huc purificato per lunghi periodi. È sorprendentemente stabile. È possibile congelare l’enzima o riscaldarlo a 80° C, mantiene il suo potere di generare energia. Ciò riflette che questo enzima aiuta i batteri a sopravvivere negli ambienti più estremi».
L’enzima Huc è una “batteria naturale”, produce una corrente elettrica sostenuta dall’aria o dall’idrogeno aggiunto. La scoperta dell’enzima Huc anche se questa ricerca è in fase iniziale, ha un notevole potenziale per lo sviluppo di piccoli dispositivi alimentati ad aria, ad esempio come alternativa ai dispositivi ad energia solare.
Rhys Grinter in conclusione ha detto:
«I batteri che producono enzimi come Huc sono comuni e possono essere coltivati in grandi quantità, ciò significa che abbiamo accesso a una fonte sostenibile dell’enzima. L’obiettivo chiave per il lavoro futuro è quello di aumentare la produzione di Huc, una volta che l’avremo prodotto in quantità sufficienti, il limite dell’utilizzo per la produzione di energia pulita sarà letteralmente il cielo».
