Australische Forscher haben ein Enzym entdeckt, das Luft in Energie umwandeln kann. In einer Studie, die im renommierten Fachmagazin Nature veröffentlicht wurde, zeigen die Wissenschaftler, dass das Enzym geringe Mengen an Wasserstoff, die in der Luft vorkommen, nutzt, um daraus Strom zu erzeugen.

Die Entdeckung wurde von einem Team von Wissenschaftlern der Monash University Biomedicine Discovery Institute aus dem australischen Melbourne gemacht. Sie ebnet den Weg für die Entwicklung von Geräten, die Energie buchstäblich aus dem Nichts generieren können. Das Team produzierte und untersuchte ein wasserstoffverbrauchendes Enzym, das aus einem Bakterium stammt, das häufig im Boden vorkommt.

Die Arbeiten haben gezeigt, dass viele Bakterien in nährstoffarmen Umgebungen Wasserstoff aus der Atmosphäre als Energiequelle nutzen. „Wir wissen seit einiger Zeit, dass Bakterien Spuren von Wasserstoff in der Luft als Energiequelle nutzen können, um ihnen zu helfen, zu wachsen und zu überleben, einschließlich in antarktischen Böden, Vulkankratern und der Tiefsee“, sagte Professor Chris Greening, der die Untersuchungen mit leitete. „Aber wir wussten bis jetzt nicht, wie sie das gemacht haben.“

Den Wissenschaftlern gelang es, das Enzym, das für die Nutzung von atmosphärischem Wasserstoff verantwortlich ist, aus einem Bakterium namens Mycobacterium smegmatis zu extrahieren. Sie haben haben verschiedene fortschrittliche Technologien eingesetzt, um die Struktur und Funktion der atmosphärischen Wasserstoffoxidation zu untersuchen. Mithilfe von Kryo-Elektronenmikroskopie konnten sie die atomare Struktur und elektrischen Eigenschaften des Enzyms bestimmen und dabei eine bisher unerreichte Auflösung erzielen. Sie nutzten auch Elektrochemie, um zu zeigen, dass das gereinigte Enzym bei sehr geringen Wasserstoffkonzentrationen Energie erzeugen kann.

Die Ergebnisse zeigen, dass das von Bakterien produzierte Enzym als natürliche Batterie fungieren kann und einen anhaltenden elektrischen Strom aus Luft oder Wasserstoff produziert. Das Enzym ist sehr stabil und kann auch unter extremen Bedingungen problemlos funktionieren. Diese Entdeckung hat großes Potenzial für die Entwicklung kleiner luftbetriebener Geräte als alternative Energiequelle zu solarbetriebenen Geräten.