Générer de l’électricité à partir de l’air ? Des scientifiques découvrent une enzyme énergétique

Une nouvelle source d’énergie propre pourrait se profiler à l’horizon.

Image de représentation : Mycobacterium smegmatis. Wikimedia Commons

Des chercheurs de l’université Monash, en Australie, ont découvert une nouvelle enzyme capable d’utiliser d’infimes quantités d’hydrogène présentes dans l’air pour produire de l’énergie. Cette découverte pourrait conduire à la mise au point d’appareils capables de produire de l’électricité à partir de l’air.

Cette découverte est d’autant plus importante que le monde cherche des moyens novateurs de s’éloigner des combustibles fossiles et de se tourner vers des sources d’énergie non génératrices de carbone.

Bien que des technologies telles que l’énergie solaire et l’énergie éolienne soient en train d’être développées, elles sont limitées par le problème de l’intermittence, c’est-à-dire qu’elles ne peuvent pas produire de l’électricité de manière continue ou à la demande. Un dispositif de production d’énergie à base d’enzymes peut être allumé et éteint à volonté, comme un générateur d’électricité.

Une nouvelle source d’énergie propre

Depuis de nombreuses années, les chercheurs savent que les bactéries vivant dans des régions pauvres en nutriments se tournent vers l’hydrogène de l’atmosphère comme source d’énergie. Ce phénomène a été observé dans des environnements extrêmes tels que les sols de l’Antarctique, les cratères volcaniques et les profondeurs des océans. Toutefois, on ne connaissait pas le mécanisme exact qui leur permet d’exploiter l’hydrogène.

Les chercheurs du Biomedicine Discovery Institute de l’université Monash se sont alors tournés vers une bactérie commune du sol, Mycobacterium smegmatis, pour approfondir cette question et ont extrait une enzyme appelée Huc, qui peut convertir l’hydrogène gazeux en courant électrique.

Ils ont ensuite utilisé les techniques les plus avancées pour en savoir plus sur la structure et la fonction de l’enzyme. Des méthodes telles que le cryo-microscope électronique (cryo-EM) ont été utilisées pour déterminer la structure moléculaire de l’enzyme, tandis que l’électrochimie a été utilisée pour démontrer que l’enzyme pouvait fonctionner même à des concentrations infimes de 0,00005 % dans l’air.

Les chercheurs ont également constaté que, sous sa forme purifiée, l’enzyme était très stable et pouvait également survivre à des températures extrêmes. Les laboratoires congèlent généralement les enzymes à des températures inférieures à -20 degrés Celsius pour les maintenir stables. Les chercheurs ont découvert que l’enzyme Huc pouvait rester stable à des températures aussi élevées que 80 degrés Celsius et produire de l’électricité lorsque de l’hydrogène était disponible.

Les chercheurs ont qualifié l’enzyme de “batterie naturelle” capable de produire un courant électrique soutenu en utilisant de l’hydrogène. Cette découverte devrait conduire à la mise au point de petits appareils à air comprimé qui produiront de l’électricité.

Alors que les nouvelles technologies nécessitent de nombreuses innovations avant de pouvoir être mises à l’échelle, l’enzyme Huc se trouve dans des organismes abondants dans le sol et peut également être cultivée en grandes quantités pour multiplier de nombreux appareils à la fois.

Les résultats de la recherche ont été publiés pour la première fois dans la revue Nature.

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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche