在全球推動實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的背景下，生產(chǎn)清潔能源成為大多數(shù)產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的必由之路。據(jù)最新一期《自然》雜志報道，澳大利亞科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種能將空氣轉(zhuǎn)化為能源的酶，這種酶利用大氣中少量的氫來產(chǎn)生電流。這一發(fā)現(xiàn)為創(chuàng)建真正從稀薄空氣中獲取能源的設(shè)備開辟了道路。
研究團(tuán)隊從一種常見的土壤細(xì)菌——恥垢分枝桿菌中制備并分析了一種耗氫酶。最新研究表明，許多細(xì)菌利用大氣中的氫作為營養(yǎng)貧乏環(huán)境中的能源，這種稱為Huc的酶可將氫氣轉(zhuǎn)化為電流。研究人員指出，Huc非常高效，它甚至可消耗低于大氣水平的氫氣，低至人類呼吸的空氣的0.00005%。
研究人員使用多種前沿方法揭示了大氣氫氧化的分子藍(lán)圖。他們首先使用先進(jìn)的顯微鏡來確定它的原子結(jié)構(gòu)和電通路，突破界限以產(chǎn)生迄今為止該方法報告的解析度最高的酶結(jié)構(gòu)。他們還使用了電化學(xué)技術(shù)來證明純化的酶可在微小的氫濃度下產(chǎn)生電能。
實驗室工作表明，純化的Huc可長期儲存，它非常穩(wěn)定，在將酶冷凍或?qū)⑵浼訜岬?0℃時，它仍能保持產(chǎn)生能量的能力，這反映出這種酶有助于細(xì)菌在最極端的環(huán)境中生存。
Huc是一種“天然電池”，可從空氣或添加的氫氣中產(chǎn)生持續(xù)的電流。雖然這項研究還處于早期階段，但Huc的發(fā)現(xiàn)具有開發(fā)小型氣動設(shè)備的巨大潛力，例如作為太陽能設(shè)備的替代品。
像Huc這樣產(chǎn)生酶的細(xì)菌其實很常見，可大量繁殖，這意味著人們能獲得可持續(xù)的酶來源。研究人員表示，未來工作的一個關(guān)鍵目標(biāo)是擴(kuò)大Huc的生產(chǎn)規(guī)模，而“一旦生產(chǎn)出足夠數(shù)量的Huc，天空就是使用它生產(chǎn)清潔能源的極限”。
論文原文：
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