氢能——这种酶可以处理消耗的氢，并将其输出为电能

虽然我们大多数人永远不会亲眼目睹它们，但世界上许多最小的生物都有一些令人难以置信的生存手段。例如，一些土壤细菌可以从空气中吸收氢气，并在缺乏其他食物时将其用作燃料。

正是这种微生物学的花招，让研究人员走上了一条漫长的道路，从耻垢分枝杆菌中定位和分离出一种酶，这种酶可以处理消耗的氢，并将其输出为电能。现在，这有可能被利用来为小型设备和植入物提供动力。

莫纳什大学微生物学教授、该项研究的联合负责人克里斯·格里宁说：“我们已经知道一段时间了，细菌可以利用空气中的微量氢作为能量来源，帮助它们生长和生存，包括在南极土壤、火山口和深海中，但直到现在，我们才知道他们是怎么做到的。”

虽然氢只占大气的0.00005%，但这种被研究小组称为Huc的分离氢催化酶能够很容易地消耗它。虽然细菌每年从空气中去除超过7000万吨氢，但Huc的分子结构可以看到酶将氢分子分解成一个电子传递链，基本上在细胞中产生一个电路。

研究人员表示：“Huc非常高效，与所有其他已知的酶和化学催化剂不同，它甚至消耗低于大气水平的氢——只有我们呼吸空气的0.00005%。”

该团队花了五年时间和无数次的实验失败来隔离Huc，但一旦他们做到了，他们对这个小发电站的许多方面都感到惊讶。

研究人员解释道：“这个过程包括很多不同的步骤，每一步我们都觉得自己在进步，这让我们充满动力。大约两年前，当我们终于找到了有效的方法时，我们非常兴奋，因为不是所有这样的项目都有回报。”

Huc提供了非常多功能和长时间的存储，就像一个永远不会耗尽电量的电池——只要在空气中有少量的氢存在。

研究人员说：“它的稳定性令人吃惊，可以将酶冷冻或加热到80°C(176°F)，它仍能产生能量。这反映出这种酶有助于细菌在最极端的环境中生存。”

然而，Huc离商业化应用还为时尚早。到目前为止，科学家们只从同样少量的酶供应中产生了少量的电荷。

虽然它的实际应用表明，第一步将是将其作为小型设备的电池，如时钟、LED地球仪或简单的计算机，但该团队认为，随着时间、资金和大规模增加酶的密度，为汽车提供动力是未来的可能。

研究人员解释道：“我认为这并不是不可能的，这里的关键是，能量来自氢，Huc充当了将其转化为电能的催化剂。要为一辆汽车提供动力，你需要提供足够质量的氢来提供移动汽车的能量。鉴于我们在论文中展示的Huc的性质，我们认为它可能是实现这种转化的理想催化剂。然而，要实现这一目标，还需要大量的技术发展。”

随着这一发展，该团队认为基于Huc的技术应该能够提供具有竞争力的价格清洁能源电源。

研究人员表示：“Huc生产易于扩展，它可以由简单而廉价的原材料(例如植物性农产品)产生，相比之下，用于氢转化的铂基化学催化剂价格昂贵。在现阶段，制造含有Huc的燃料电池的成本还不清楚，但应该与类似复杂性的电气设备相当，这可能使它们在经济上可行。”

这项研究发表在《Nature》杂志上。