バクテリアが空気中の微量水素で発電⁈

脱炭素社会にむけて、各社が開発しているエネルギー技術である「水素発電」ですが...

なんと、オーストラリアの研究者たちにより、バクテリアが空気中の水素を電気に変換する方法が解明されたようです。

バクテリアであるスメグマ菌（結核菌の近縁種）は、酵素により空気中の水素を電気に変換していた！

科学者たちは、空気をエネルギーに変えることができる酵素を発見し、潜在的な新しいエネルギー源を解き放つ

Scientists discover enzyme that can turn air into energy, unlocking potential new energy source
livescience 2023/03/08

結核菌の近縁種は、空気中の水素を電気に変換することが長い間知られていたが、今、科学者たちはその方法を発見した。

 

結核とハンセン病の原因となるバクテリアの従兄弟にあたる近縁種を研究している科学者たちは、水素を電気に変換する酵素を発見した。

彼らは、それを使用して、文字通り薄い空気から新しいクリーンなエネルギー源を作り出すことができると考えている。

Huc と名付けられたこの酵素は、バクテリアのスメグマ菌が大気中の水素からエネルギーを引き出すためにこれを使用し、極端な栄養不足の環境で生き残ることを可能にしていた。

現在、酵素を抽出して研究することにより、研究者たちは、さまざまな小型携帯電気機器に電力を供給するために使用できる新しいエネルギー源を発見したと述べている。彼らは 3月8日、 ネイチャーに調査結果を発表した。

論文の筆頭著者であり、オーストラリアのモナッシュ大学の微生物学者ライズ・グリンター （ Rhys Grinter） 氏は、以下のようにライブサイエンスに述べた。

「酵素 Huc を含む電源は、バイオメトリックセンサー、環境モニター、デジタル時計、計算機、または単純なコンピュータなど、空気を使用してさまざまな小型ポータブルデバイスに電力を供給することができると想像しています」

「より濃縮された水素を Huc に供給すると、より多くの電流が生成されます」

「これは、燃料電池で使用して、スマートウォッチやスマートフォン、よりポータブルで複雑なコンピュータ、さらには自動車などのより複雑なデバイスに電力を供給することができることを意味します」

スメグマ菌は非病原性で急速に増殖する細菌で、実験室でその近縁の病気の原因となる結核菌の細胞壁構造を研究するためによく使用される。

世界中の土壌で一般的に見られるスメグマ菌は、空気中の微量水素をエネルギーに変換することが長い間知られている。このようにして、スメグマ菌は、南極の土壌、火山のクレーター、深海など、最も厳しい環境で生き残ることができると研究者は述べている。

しかし、これまで、スメグマ菌がどのようにして、空気をエネルギーに変換しているのかは謎に包まれていた。

スメグマ菌のこの衝撃的な能力の背後にある化学を調査するために、科学者たちは、最初にクロマトグラフィー （混合物の成分を分離することを可能にするラボ技術）を使用してプロセスに関与する Huc 酵素を分離した。

次に、彼らはクライオ電子顕微鏡法 （低温電子顕微鏡法）で、酵素の原子構造を調査した。この電子顕微鏡法は、その作成者たちが 2017年のノーベル化学賞を受賞した技術だ。

研究チームは、 スメグマ菌から採取した酵素 Huc の凍結サンプルに電子を照射することにより、酵素の原子構造と、電子が電流を形成するように電子を運ぶために使用する電気経路をマッピングした。

チームは、Huc の中心に、ニッケルと鉄の荷電イオンを含む活性部位と呼ばれる構造があることを発見した。

水素分子 （ 2つの陽子と 2つの電子で構成される）が活性部位に入ると、ニッケルと鉄イオンの間に閉じ込められ、電子を剥ぎ取られる。次に、酵素はこれらの電子を流れるストリームに沿って送り、電流を生成する。

「電子は Huc （具体的にはニッケル イオン）に吸収され、鉄イオンと硫黄イオンのクラスターによって形成される分子ワイヤによって Huc の表面に移動します」と グリンター氏は述べる。

「酵素 Huc を電極に固定化すると、電子が酵素表面から電気回路に入り、電流を発生させることができます」

さらなる実験により、単離された Huc 酵素は長期間保存できることが明らかになった。また、凍結あるいは、摂氏 80℃まで加熱されても生き残ることもわかった。

また、Huc 酵素は、私たちが呼吸する空気中の濃度の 0.00005%という極微量の水素を消費することができる。これらの属性は、微生物の遍在性と容易に成長する能力とともに、この Huc 酵素を有機電池の電源の理想的な候補にする可能性があると研究者は述べている。

「Huc は空気中の水素からエネルギーを抽出できますが、これは事実上無限です」とグリンター氏は述べた。

 

https://indeep.jp/enzyme-that-can-turn-air-into-energy/

バクテリアによる水素発電に関して紹介されていたIn deep さんの記事読んだとき、以前「UFOは微生物の力で飛んでいる」と聞いたことがあるのを思い出しました。

あらゆるところに存在し、増殖力があって過酷な環境でも生きることができる上に、空気中の微量水素をエネルギーに変換するとなれば、十分イメージできるというか可能な気がしてきます。

植物が光合成によりつくった栄養分を土壌細菌に与えて、その栄養分を土壌細菌が分解するときに発生する電子から発電することが可能であり、実際そういった発電キットを販売している会社もあるわけですが、

水素から電子を発生させるバクテリアが空気中のあらゆるところに存在しているということを知り、フリーエネルギーというものがよりイメージしやすくなった気がします。

発電というと、工学的なイメージをしてしまいがちですが、科学という広い視野から考えると自然界の流れの中で、人間だけが必要とする電気を使わせてもらうという発想で考えていく方が丸くおさまりそうですよね。

こういう事実を知ると、何だかワクワクしてきます～。