वैज्ञानिक बताते हैं कि हक नामक एंजाइम हाइड्रोजन गैस को विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करता है।
ऑस्ट्रेलियाई शोधकर्ताओं ने एक ऐसे एंजाइम की खोज की है जो हवा को ऊर्जा में बदल सकता है।
ऑस्ट्रेलियाई शोधकर्ताओं ने हवा को ऊर्जा में बदलने में सक्षम एंजाइम की खोज की है। अध्ययन हाल ही में प्रतिष्ठित जर्नल में प्रकाशित हुआ है प्रकृति, दिखाता है कि एंजाइम विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने के लिए हवा में थोड़ी मात्रा में हाइड्रोजन का उपयोग करता है। यह सफलता उन उपकरणों के विकास का मार्ग प्रशस्त करती है जो वास्तव में पतली हवा से बिजली उत्पन्न कर सकते हैं।
यह खोज डॉ. रीज़ ग्रिंटर, एशले क्रुप, पीएच.डी. के नेतृत्व में वैज्ञानिकों के एक दल द्वारा की गई थी। छात्र, और मेलबर्न, ऑस्ट्रेलिया में मोनाश विश्वविद्यालय के बायोमेडिकल डिस्कवरी संस्थान के प्रोफेसर क्रिस ग्रीनिंग। टीम ने आमतौर पर मिट्टी में पाए जाने वाले बैक्टीरिया से हाइड्रोजन लेने वाले एंजाइम का उत्पादन और अध्ययन किया।
टीम द्वारा हाल ही में किए गए काम से पता चला है कि कई बैक्टीरिया वातावरण से हाइड्रोजन का उपयोग पोषक तत्व-गरीब वातावरण में ऊर्जा स्रोत के रूप में करते हैं। प्रोफेसर ग्रीनिंग ने कहा: “हम कुछ समय के लिए जानते हैं कि बैक्टीरिया हवा में ट्रेस हाइड्रोजन का उपयोग ऊर्जा स्रोत के रूप में कर सकते हैं ताकि उन्हें बढ़ने और जीवित रहने में मदद मिल सके, जिसमें अंटार्कटिक मिट्टी, ज्वालामुखीय क्रेटर और महासागर की गहराई शामिल है।” “लेकिन हमें नहीं पता था कि उन्होंने यह कैसे किया, अब तक।”
इस में प्रकृति कागज के साथ, शोधकर्ताओं ने एक जीवाणु से वायुमंडलीय हाइड्रोजन का उपयोग करने के लिए जिम्मेदार एंजाइम को निकाला माइकोबैक्टीरियम स्मीयर. उन्होंने दिखाया कि हक नामक यह एंजाइम हाइड्रोजन गैस को विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करता है।
डॉ ग्रिंटर कहते हैं कि “Huc असाधारण रूप से कुशल है। अन्य सभी ज्ञात रासायनिक एंजाइमों और उत्प्रेरकों के विपरीत, यह वायुमंडलीय स्तर से भी नीचे हाइड्रोजन की खपत करता है – हम जिस हवा में सांस लेते हैं, उसके 0.00005% से भी कम।”
शोधकर्ताओं ने वायुमंडलीय हाइड्रोजन ऑक्सीकरण के लिए आणविक खाका प्रकट करने के लिए कई अत्याधुनिक तरीकों का इस्तेमाल किया। उन्होंने अपनी परमाणु संरचना और विद्युत मार्गों को निर्धारित करने के लिए उन्नत क्रायो-ईएम माइक्रोस्कोपी (क्रायो-ईएम) का उपयोग किया है, इस विधि द्वारा आज तक रिपोर्ट की गई सबसे अधिक हल की गई एंजाइम संरचना का उत्पादन करने के लिए सीमाओं को आगे बढ़ाया है। उन्होंने यह प्रदर्शित करने के लिए इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री नामक एक तकनीक का भी इस्तेमाल किया कि शुद्ध एंजाइम सटीक हाइड्रोजन सांद्रता पर बिजली पैदा करता है।
सुश्री क्रुप द्वारा प्रयोगशाला के काम से पता चलता है कि लंबे समय तक शुद्ध हक को स्टोर करना संभव है।
यह आश्चर्यजनक रूप से स्थिर है। एंजाइम जमे हुए या 80 डिग्री तक गरम किया जा सकता है[{” 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
