雖然我們大多數人永遠不會(huì )親眼目睹它們，但世界上許多最小的生物都有一些令人難以置信的生存手段。例如，一些土壤細菌可以從空氣中吸收氫氣，并在缺乏其他食物時(shí)將其用作燃料。

正是這種微生物學(xué)的花招，讓研究人員走上了一條漫長(cháng)的道路，從恥垢分枝桿菌中定位和分離出一種酶，這種酶可以處理消耗的氫，并將其輸出為電能?，F在，這有可能被利用來(lái)為小型設備和植入物提供動(dòng)力。

莫納什大學(xué)微生物學(xué)教授、該項研究的聯(lián)合負責人克里斯·格里寧說(shuō)：“我們已經(jīng)知道一段時(shí)間了，細菌可以利用空氣中的微量氫作為能量來(lái)源，幫助它們生長(cháng)和生存，包括在南極土壤、火山口和深海中，但直到現在，我們才知道他們是怎么做到的?！?/p>

雖然氫只占大氣的0.00005%，但這種被研究小組稱(chēng)為Huc的分離氫催化酶能夠很容易地消耗它。雖然細菌每年從空氣中去除超過(guò)7000萬(wàn)噸氫，但Huc的分子結構可以看到酶將氫分子分解成一個(gè)電子傳遞鏈，基本上在細胞中產(chǎn)生一個(gè)電路。

研究人員表示：“Huc非常高效，與所有其他已知的酶和化學(xué)催化劑不同，它甚至消耗低于大氣水平的氫——只有我們呼吸空氣的0.00005%?！?/p>

該團隊花了五年時(shí)間和無(wú)數次的實(shí)驗失敗來(lái)隔離Huc，但一旦他們做到了，他們對這個(gè)小發(fā)電站的許多方面都感到驚訝。

研究人員解釋道：“這個(gè)過(guò)程包括很多不同的步驟，每一步我們都覺(jué)得自己在進(jìn)步，這讓我們充滿(mǎn)動(dòng)力。大約兩年前，當我們終于找到了有效的方法時(shí)，我們非常興奮，因為不是所有這樣的項目都有回報?！?/p>

Huc提供了非常多功能和長(cháng)時(shí)間的存儲，就像一個(gè)永遠不會(huì )耗盡電量的電池——只要在空氣中有少量的氫存在。

研究人員說(shuō)：“它的穩定性令人吃驚，可以將酶冷凍或加熱到80°C(176°F)，它仍能產(chǎn)生能量。這反映出這種酶有助于細菌在最極端的環(huán)境中生存?！?/p>

然而，Huc離商業(yè)化應用還為時(shí)尚早。到目前為止，科學(xué)家們只從同樣少量的酶供應中產(chǎn)生了少量的電荷。

雖然它的實(shí)際應用表明，第一步將是將其作為小型設備的電池，如時(shí)鐘、LED地球儀或簡(jiǎn)單的計算機，但該團隊認為，隨著(zhù)時(shí)間、資金和大規模增加酶的密度，為汽車(chē)提供動(dòng)力是未來(lái)的可能。

研究人員解釋道：“我認為這并不是不可能的，這里的關(guān)鍵是，能量來(lái)自氫，Huc充當了將其轉化為電能的催化劑。要為一輛汽車(chē)提供動(dòng)力，你需要提供足夠質(zhì)量的氫來(lái)提供移動(dòng)汽車(chē)的能量。鑒于我們在論文中展示的Huc的性質(zhì)，我們認為它可能是實(shí)現這種轉化的理想催化劑。然而，要實(shí)現這一目標，還需要大量的技術(shù)發(fā)展?！?/p>

隨著(zhù)這一發(fā)展，該團隊認為基于Huc的技術(shù)應該能夠提供具有競爭力的價(jià)格清潔能源電源。

研究人員表示：“Huc生產(chǎn)易于擴展，它可以由簡(jiǎn)單而廉價(jià)的原材料(例如植物性農產(chǎn)品)產(chǎn)生，相比之下，用于氫轉化的鉑基化學(xué)催化劑價(jià)格昂貴。在現階段，制造含有Huc的燃料電池的成本還不清楚，但應該與類(lèi)似復雜性的電氣設備相當，這可能使它們在經(jīng)濟上可行?！?/p>

這項研究發(fā)表在《Nature》雜志上。