Elettricità a zero emissioni dall’aria? Si può fare
(Rinnovabili.it) – E se imparassimo dai batteri a trasformare l’aria in elettricità a zero emissioni? Un compito apparentemente improbabile ma che ha stimolato l’inventiva di un gruppo internazionale di ricercatori. Il team, guidato dagli scienziati dell’istituto di Biomedicina della Monash University (Australia) ha per la prima volta isolato e analizzato un enzima batterico in grado di ossidare l’idrogeno atmosferico. Il catalizzatore in questione appartiene alla superfamiglia delle idrogenasi, proteine capaci di spezzare la molecola di idrogeno (H2) per ricavarne energia e viceversa.
Alcuni batteri aerobi, in ambienti poveri di nutrienti, possono impiegare la propria idrogenasi per usare direttamente l’H2 atmosferico, in barba alla presenza di ossigeno che può invece inibire la catalisi. Ma come questo possa succedere era rimasto per molto tempo un mistero. “Sappiamo da tempo che i batteri sono capaci di utilizzare la traccia di idrogeno nell’aria come fonte di energia per crescere e sopravvivere, anche nei suoli antartici, nei crateri vulcanici e nelle profondità dell’oceano”, ha affermato il professor Chris Greening, a capo dello studio. “Ma, fino a ieri, non sapevamo come fosse possibile”.
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Le potenzialità dell’enzima HUC
Per far luce sul meccanismo il gruppo ha isolato l’enzima idrogenasi (Huc) del Mycobacterium smegmatis, determinandone la struttura e le modalità d’azione. “L’Huc è straordinariamente efficiente”, ha aggiunto il dottor Rhys Grinter della Monash University. “A differenza di tutti gli altri enzimi e catalizzatori chimici conosciuti, consuma persino idrogeno al di sotto dei livelli atmosferici, appena lo 0,00005% dell’aria che respiriamo”. E dimostra una perfetta insensibilità all’ossigeno. “Questo è notevole per una idrogenasi e altamente auspicabile per lo sviluppo di biocatalizzatori che ossidano H2 in condizioni aerobiche“, si legge nello studio.
Tramite microscopia crioelettronica, il team ha determinato la struttura atomica e le vie elettriche. E attraverso tecniche elettrochimiche ha dimostrato come l’Huc crei elettricità a minime concentrazioni di idrogeno. Non solo. L’enzima, spiegano gli scienziati, è sorprendentemente stabile. “È possibile congelarlo o riscaldarlo a 80°C, mantenendo inalterata la sua capacità di produrre energia”, ha sottolineato la ricercatrice Ashleigh Kropp. La ricerca è solo all’inizio ma getta importanti basi per un futuro di piccoli dispositivi in grado produrre elettricità a zero emissioni dall’aria. I risultati sono stati pubblicati su Nature (testo in inglese).