Des scientifiques australiens ont découvert une enzyme qui convertit l’air en énergie. L’étude, publiée dans la revue Nature , révèle que cette enzyme utilise les faibles quantités d’hydrogène dans l’atmosphère pour créer un courant électrique.
L’équipe de recherche, dirigée par le Dr Rhys Grinter, la doctorante Ashleigh Kropp et le professeur Chris Greening du Biomedical Discovery Institute de l’Université Monash à Melbourne, en Australie, a produit et analysé une enzyme consommant de l’hydrogène à partir d’une bactérie commune du sol.
« Nous savons depuis un certain temps que des traces d’hydrogène dans l’air peuvent être utilisées par les bactéries comme source d’énergie pour les aider à se développer et à survivre, y compris dans les sols antarctiques, les cratères volcaniques et l’océan profond », a déclaré le professeur Greening. « Mais nous ne savions pas comment ils avaient fait cela, jusqu’à maintenant. »
Dans l’article publié, les chercheurs ont extrait l’enzyme responsable de l’utilisation de l’hydrogène atmosphérique d’une bactérie appelée Mycobacterium smegmatis . Ils ont montré que cette enzyme, appelée Huc, convertit l’hydrogène gazeux en courant électrique.
« Huc est extraordinairement efficace. Contrairement à tous les autres catalyseurs chimiques et enzymes connus, il consomme même de l’hydrogène en dessous des niveaux atmosphériques, aussi peu que 0,00005 % de l’air que nous respirons », a expliqué le Dr Grinter.
Les chercheurs ont utilisé plusieurs méthodes de pointe pour révéler le modèle moléculaire de l’oxydation de l’hydrogène atmosphérique. Ils ont utilisé la microscopie avancée (cryo-EM) pour déterminer sa structure atomique et ses voies électriques, repoussant les limites pour produire la structure enzymatique la plus résolue signalée par cette méthode à ce jour. Ils ont également utilisé une technique appelée électrochimie pour montrer que l’enzyme purifiée crée de l’électricité dans des concentrations infimes d’hydrogène.
Les travaux de laboratoire de Kropp montrent qu’il est possible de stocker Huc purifié pendant de longues périodes.
« C’est incroyablement stable. Vous pouvez congeler l’enzyme ou la chauffer à 80 degrés Celsius et elle conserve son pouvoir de générer de l’énergie », a déclaré le doctorant.
« Cela reflète que cette enzyme aide les bactéries à survivre dans les environnements les plus extrêmes. »
Huc est une « batterie naturelle » qui produit un courant électrique soutenu à partir d’air ou d’hydrogène ajouté. Bien que cette recherche n’en soit qu’à ses débuts, la découverte a un potentiel considérable pour développer de petits appareils à air comprimé, par exemple, comme alternative aux appareils à énergie solaire.
Les bactéries productrices d’enzymes comme Huc sont courantes et peuvent être cultivées en grand nombre, ce qui signifie que nous avons accès à une source durable de l’enzyme.
« Une fois que nous produisons Huc en quantités suffisantes, le ciel est littéralement la limite pour l’utiliser pour produire de l’énergie propre », a conclu le Dr Grinter.
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