En lille, mikroskopisk jordbakterie, der er så hårdfør, at den kan overleve i alt fra vulkankratere til dybhavet, har potentialet til at blive en ny energikilde i mindre skala.
Det er i hvert fald konklusionen fra en gruppe australske forskere, som har undersøgt et særligt enzym i bakterien, der har evnen til at skabe strøm ud fra den rene luft. Undersøgelsen er udgivet i Nature.
Enzymet, som forskerne selv har døbt Huc, bliver brugt af bakterien Mycobacterium smegmatis til at trække energi ud af atmosfærisk brint, så jordbakterien netop kan overleve i ekstreme og næringsfattige områder - som fx under den kilometertykke is på Antarktis.
Nu har forskere udnyttet den naturlige proces inde i den hurtigtvoksende jordbakterie og potentielt fundet en kilde til at skabe strøm til mindre, elektriske apparater, som fx digitale ure, lommeregnere eller simple computere.
Forskerne fra Australien har længe vidst, at mange bakterier bruger brint fra atmosfæren til at vokse og overleve i de energifattige miljøer. Men de har ikke vidst hvordan - indtil nu.
I undersøgelsen, der er udgivet i Nature, stillede forskerne netop skarpt på bakterien Mycobacterium smegmatis, som ofte bruges i laboratoriet til at undersøge cellestrukturen i den sygdomsfremkaldende slægtning Mycobacterium tuberculosis.
Forskerne isolerede først Huc-enzymet inde i bakterien ved hjælp af en særlig laboratorieteknik kaldet kromatografi. Herefter undersøgte de enzymets atomstruktur ved hjælp af en nobelprisvindende teknik, hvor enzymet fryses ned for at blive undersøgt, kaldet kryo-elektronmikroskopi.
Kan opbevares og fryses ned
Forskerholdet opdagede, at Huc-enzymet har en struktur i sin midte med ladede ioner af nikkel og jern. Når brintmolekylerne, der består af to protoner og to elektroner, kommer ind i enzymet, bliver molekylerne fanget mellem nikkel- og jernionerne og frarøvet deres elektroner. Enzymet sender bagefter elektronerne videre. Og det er netop den proces, der genererer strøm.
"Elektronerne absorberes af Huc og overføres til overfladen af enzymet," forklarer forskningsleder Rhys Grinter, mikrobiolog hos Monash University i Australien til mediet Live Science. "Hvis vi immobiliserer Huc på en elektrode, kan elektronerne komme ind i et elektrisk kredsløb fra enzymets overflade og generere strøm," lyder det.
Yderligere eksperimenter afslørede, at enzymet både kan tåle at blive varmet op til 80 grader og frosset ned. Samtidig kan det forbruge brint i ultrasmå koncentrationer.
Selvom forsøgene og forståelsen for Huc-enzymet stadig er på et tidligt stadie mener forskerne selv, at den lille spiller har stort potentiale i forhold til at generere strøm til mindre elektriske apparater og måske endda kan blive et alternativ til soldrevne enheder.