澳大利亚科学家发现了一种酶，它可以利用大气中少量的氢产生电流，将空气转化为能量。
这种酶被称为Huc(读作“哈克”)。它是由细菌产生的，帮助细菌在土壤、海洋、火山口甚至南极洲生长和生存。
莫纳什大学的微生物学家现在发现它可以从稀薄的空气中发电。
《自然》杂志概述了这一重要发现。该研究小组由莫纳什大学的里斯·格林特博士、博士生阿什利·克鲁普和生物医学发现研究所的克里斯·格林教授领导。
格林宁教授的实验室专门研究细菌如何获得能量。格林特博士的实验室主要研究组成细菌的分子机器及其工作原理。
格林宁教授说:“我们早就知道细菌可以利用空气中的微量氢作为能量来源。”“但直到现在，我们才知道他们是怎么做到的。”
Huc是一种氢气清除剂，与所有其他已知的酶和化学催化剂不同，它可以消耗大气以下的气体。
这样，它就像一个天然电池，从空气或添加的氢中产生小电流。科学界一直困惑于它是如何工作的。这一发现为创造从稀薄空气中产生电能的设备开辟了道路。
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格林特博士说:“我们真正想做的是将Huc从一种能够清除大气中氢的细菌中分离出来。”“这是一件具有挑战性的事情，因为这些环境细菌通常很难培养。因此，我们开发了一系列新方法，首先培养细菌，然后将它们打开，然后使用化学方法尝试分离这种单一成分。”
被选中的细菌是耻垢分枝杆菌，它是1884年在奥地利被一位名叫西格蒙德·卢斯特加滕的医生发现的，当时他正在研究皮肤病。尽管在这种情况下被分离出来，耻垢分枝杆菌通常生活在土壤中，不会引起疾病，而且由于它被用作其表亲结核病的生物模型，因此研究得相对较充分。
“此外，”他说，“研究细菌或纯化成分的重要因素之一是能够改变它们的基因组。添加基因，取出它们然后放入一些额外的DNA这样就可以纯化复合物。这些工具是为耻垢分枝杆菌而存在的。”
团队成员Ashleigh Kropp做了大量的实验室工作，包括从细菌细胞中提取Huc。
“我们发现Huc有一个我们不知道存在的额外成分，”他说。
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“利用它，Huc形成一个大的复合体，当我们去除它时，Huc不再形成那个大的复合体。事实证明，这种成分和复合物对Huc在细胞中的功能非常重要。”
实验室工作表明，纯化的Huc可以长期储存。
“它非常稳定。可以将酶冷冻或加热到80摄氏度，它仍能产生能量，”克鲁普说。“这反映出这种酶有助于细菌在最极端的环境中生存。”
它能提供什么动力，又能如何使用?
格林特博士说:“虽然要实现这一目标还有很多工作要做，但有许多潜在的应用。”“精细化学品的合成需要对分子进行非常特殊的修饰，这在化学上很难实现。Huc可以利用空气中少量氢的电子来进行这些化学修饰，用于工业化学合成。”
Huc也可以用作氢的传感器。当氢存在时，Huc会产生电流。当Huc被放置在电路中时，可以通过测量电流来确定氢的浓度。
由于Huc可以将氢氧化到极低的浓度，因此集成Huc的传感器将非常敏感。
Huc最有趣的应用可能是利用空气或低浓度的氢气为小型电子设备供电。
这意味着这些设备是由一种超级清洁和可持续的能源驱动的。由于空气中氢气的含量非常少，因此只能从中提取少量的电能。
“一旦我们生产出足够数量的Huc，”Grinter博士说，“用它来生产清洁能源的极限就是天空了。”
“除了这项研究的潜在应用之外，这项工作非常重要，因为它可以帮助我们了解我们的星球是如何运作的。
“土壤中60%到80%的细菌，尤其是营养匮乏的土壤，都有像Huc这样的酶，并不断吸收氢。
“它们每年吸收7000万吨氢气，这塑造了我们大气的组成，这使得这个过程对调节气候很重要。”了解这一过程的生物化学原理可能使我们能够利用它来稳定未来的气候。”
(最初发布于Monash Lens, CC许可)
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