“天然电池酶”化空气为电能

主要研究人员博士生阿什莉·克罗普和里斯·格林特博士。

图片来源：莫纳什大学

据最新一期《自然》杂志报道，澳大利亚科学家发现了一种能将空气转化为能源的酶，这种酶利用大气中少量的氢来产生电流。这一发现为创建真正从稀薄空气中获取能源的设备开辟了道路。

澳大利亚莫纳什大学从一种常见的土壤细菌——耻垢分枝杆菌中制备并分析了一种耗氢酶。最新研究表明，许多细菌利用大气中的氢作为营养贫乏环境中的能源，这种称为Huc的酶可将氢气转化为电流。研究人员指出，Huc非常高效，它甚至可消耗低于大气水平的氢气，低至人类呼吸的空气的0.00005%。

研究人员使用多种前沿方法揭示了大气氢氧化的分子蓝图。他们首先使用先进的显微镜来确定它的原子结构和电通路，突破界限以产生迄今为止该方法报告的解析度最高的酶结构。他们还使用了电化学技术来证明纯化的酶可在微小的氢浓度下产生电能。

实验室工作表明，纯化的Huc可长期储存，它非常稳定，在将酶冷冻或将其加热到80℃时，它仍能保持产生能量的能力，这反映出这种酶有助于细菌在最极端的环境中生存。

Huc是一种“天然电池”，可从空气或添加的氢气中产生持续的电流。虽然这项研究还处于早期阶段，但Huc的发现具有开发小型气动设备的巨大潜力，例如作为太阳能设备的替代品。

像Huc这样产生酶的细菌其实很常见，可大量繁殖，这意味着人们能获得可持续的酶来源。研究人员表示，未来工作的一个关键目标是扩大Huc的生产规模，而“一旦生产出足够数量的Huc，天空就是使用它生产清洁能源的极限”。

【总编辑圈点】

利用大气中少量的氢就能产生电流吗?已知的化学催化剂做不到，但这一“魔法”是可能的，其来源就是一种常见细菌。其实，许多细菌在营养贫乏的环境，譬如在南极土壤、火山口和深海中，都在利用大气中微量的氢作为能源来生长和生存。这一点科学家们早已明了，但直到现在，人们才知道细菌是怎么做到的，从而成功从中制造出了耗氢酶。