Para ilmuwan telah menemukan enzim yang mengubah udara menjadi listrik

Peneliti Australia telah menemukan enzim yang dapat mengubah udara menjadi energi.

Peneliti Australia telah menemukan enzim yang mampu mengubah udara menjadi energi. Studi tersebut baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal bergengsi alam, menunjukkan bahwa enzim menggunakan sejumlah kecil hidrogen di udara untuk menghasilkan arus listrik. Terobosan ini membuka jalan bagi pengembangan perangkat yang benar-benar dapat menghasilkan tenaga dari udara tipis.

Penemuan tersebut dilakukan oleh tim ilmuwan yang dipimpin oleh Dr. Reese Grinter, Ashley Krupp, Ph.D. mahasiswa, dan Profesor Chris Greening dari Biomedical Discovery Institute Monash University di Melbourne, Australia. Tim memproduksi dan mempelajari enzim pemakan hidrogen dari bakteri yang biasa ditemukan di tanah.

Pekerjaan terbaru oleh tim menunjukkan bahwa banyak bakteri menggunakan hidrogen dari atmosfer sebagai sumber energi di lingkungan yang miskin nutrisi. Profesor Greening berkata: “Kami telah mengetahui selama beberapa waktu bahwa bakteri dapat menggunakan jejak hidrogen di udara sebagai sumber energi untuk membantu mereka tumbuh dan bertahan hidup, termasuk di tanah Antartika, kawah gunung berapi, dan kedalaman laut.” “Tapi kami tidak tahu bagaimana mereka melakukannya, sampai sekarang.”

Di dalam alam Dengan kertas tersebut, para peneliti mengekstraksi enzim yang bertanggung jawab untuk menggunakan hidrogen atmosfer dari bakteri bernama noda Mycobacterium. Mereka menunjukkan bahwa enzim ini, yang disebut Huc, mengubah gas hidrogen menjadi arus listrik.

Grinter mencatat bahwa “Huc sangat efisien. Tidak seperti semua enzim dan katalis kimia lain yang diketahui, Huc bahkan mengonsumsi hidrogen di bawah tingkat atmosfer—kurang dari 0,00005% udara yang kita hirup.”

Para peneliti menggunakan beberapa metode mutakhir untuk mengungkapkan cetak biru molekul oksidasi hidrogen di atmosfer. Mereka telah menggunakan mikroskop cryo-EM canggih (cryo-EM) untuk menentukan struktur atom dan jalur listrik mereka, mendorong batas untuk menghasilkan struktur enzim yang paling terselesaikan yang dilaporkan oleh metode ini hingga saat ini. Mereka juga menggunakan teknik yang disebut elektrokimia untuk menunjukkan bahwa enzim murni menghasilkan listrik pada konsentrasi hidrogen yang tepat.

Pekerjaan laboratorium oleh Ms. Krupp menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk menyimpan Huc murni untuk waktu yang lama.

Ini luar biasa stabil. Enzim dapat dibekukan atau dipanaskan hingga 80 derajat[{” 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