Van een verwant van de tuberculosebacterie is al lang bekend dat deze waterstof uit de lucht omzet in elektriciteit. Nu hebben wetenschappers ontdekt hoe dat gebeurt.
Wetenschappers die een neef bestuderen van de bacterie die tuberculose en lepra veroorzaakt,
hebben een enzym ontdekt dat waterstof in elektriciteit omzet, en zij denken dat het kan worden gebruikt om letterlijk uit de lucht een nieuwe, schone energiebron te creëren.
Het enzym, dat de naam Huc heeft gekregen, wordt door de bacterie Mycobacterium smegmatis gebruikt om energie te halen uit waterstof uit de atmosfeer, waardoor deze bacterie kan overleven in extreme, voedselarme omgevingen.
Door het enzym te extraheren en te bestuderen, zeggen de onderzoekers een nieuwe energiebron te hebben gevonden die kan worden gebruikt om een reeks kleine draagbare elektrische apparaten van energie te voorzien. Zij publiceerden hun bevindingen op 8 maart in het tijdschrift Nature.
Gerelateerd: Wetenschappers vinden ‘geheime molecuul’ waarmee bacteriën elektriciteit kunnen uitademen
“Wij stellen ons voor dat een Huc-bevattende krachtbron een reeks kleine draagbare apparaten kan aandrijven die lucht gebruiken, waaronder biometrische sensoren, milieumonitors, digitale klokken en rekenmachines of eenvoudige computers,” vertelde hoofdauteur Rhys Grinter, een microbioloog aan de Monash University in Australië, via e-mail aan Live Science.
“Wanneer je Huc voorziet van meer geconcentreerde waterstof, produceert het meer elektrische stroom,” zei hij. “Dat betekent dat je het in brandstofcellen zou kunnen gebruiken om complexere apparaten aan te drijven, zoals slimme horloges, of smartphones, meer draagbare complexe computers, en mogelijk zelfs een auto.”
M. smegmatis is een niet-pathogene, snelgroeiende bacterie die vaak in het laboratorium wordt gebruikt om de celwandstructuur te bestuderen van zijn naaste, ziekteverwekkende verwant, Mycobacterium tuberculosis. M. smegmatis, die overal ter wereld in de bodem voorkomt, staat er al lang om bekend dat hij waterstof in de lucht omzet in energie; zo kan de microbe overleven in de moeilijkste omgevingen, waaronder Antarctische bodems, vulkaankraters en de diepe oceaan, waar weinig andere brandstof te vinden is, aldus de onderzoekers.
Maar hoe M. smegmatis dit deed, was tot nu toe een alomtegenwoordig mysterie.
Om de chemie achter het schokkende vermogen van M. smegmatis te onderzoeken, isoleerden de wetenschappers eerst het Huc-enzym dat verantwoordelijk is voor het proces met behulp van chromatografie – een laboratoriumtechniek waarmee wetenschappers de componenten van een mengsel kunnen scheiden. Vervolgens onderzochten ze de atomaire structuur van het enzym met cryo-elektronenmicroscopie, een techniek die de makers ervan de Nobelprijs voor scheikunde van 2017 opleverde. Door elektronen te stralen op een bevroren monster van Huc dat was verzameld bij M. smegmatis, brachten de onderzoekers de atomaire structuur van het enzym en de elektrische paden die het gebruikt om de elektronen te vervoeren zodat ze een stroom vormen, in kaart.
Dit artikel ‘’Scientists discover enzyme that can turn air into energy, unlocking potential new energy source’’ verscheen eerder in Live Science.
