L’enzyme, provenant de bactéries vivant dans le sol, est super résistante et pourrait être un bon composant des piles à combustible.
Nous pourrions utiliser l’hydrogène vert pour stocker et transporter de l’énergie renouvelable, mais à l’heure actuelle, il est encore difficile de le fabriquer et de le convertir en électricité à l’échelle commerciale.
Mais que se passe-t-il si la nature fait déjà le travail pour nous?
Une équipe de recherche dirigée par l’Australie a trouvé une enzyme qui peut aspirer l’hydrogène de l’air et le convertir en électricité, à un rythme très efficace.
L’enzyme provient d’une bactérie vivant dans le sol appelée Mycobacterium smegmatis.
« Nous savons depuis un certain temps que les bactéries peuvent utiliser l’hydrogène à l’état de traces dans l’air comme source d’énergie pour les aider à croître et à survivre, y compris dans les sols antarctiques, les cratères volcaniques et les profondeurs de l’océan », explique le professeur Chris Greening, du Monash University Biomedicine Discovery Institute.
Cela a conduit à une théorie: il devrait y avoir une protéine (ou enzyme) dans les bactéries qui pourrait absorber l’hydrogène pour l’énergie.
« Nous savions qu’il devait y avoir une enzyme pour le faire », explique le Dr Rhys Grinter, également de Monash.
« Nous avons donc travaillé sur la chimie nécessaire pour l’isoler, nous avons réussi à l’isoler et montré que l’enzyme elle-même peut transformer l’hydrogène dans l’air en petites quantités d’électricité. »
Grinter dit qu’il a fallu près de cinq ans pour trouver l’enzyme, qu’ils ont appelée Huc, et montrer que cela fonctionnait.
« Il y avait pas mal d’impasses que nous avons essayées en premier. Il n’y avait pas de feuille de route pour le faire. Nous étions juste en train de comprendre au fur et à mesure.
Une fois qu’ils ont trouvé Huc et montré que c’était l’enzyme qui absorbait l’hydrogène, les chercheurs ont utilisé la microscopie électronique pour établir sa forme.
Cela leur a permis de comprendre le mécanisme de Huc: comment il a fonctionné sa magie de l’hydrogène. Ils ont également utilisé une technique appelée électrochimie pour déterminer à quel point il était bon de produire de l’électricité.
« Huc est extraordinairement efficace », dit Grinter.
« Contrairement à toutes les autres enzymes et catalyseurs chimiques connus, il consomme même de l’hydrogène en dessous des niveaux atmosphériques – aussi peu que 0,00005% de l’air que nous respirons. »
Il peut également être stocké sous sa forme purifiée pendant une longue période.
« C’est étonnamment stable. Il est possible de congeler l’enzyme ou de la chauffer à 80 ° C, et elle conserve son pouvoir de générer de l’énergie », explique Ashleigh Kropp, doctorante à Monash.
Le piège ? À l’heure actuelle, les chercheurs ont seulement montré qu’une petite quantité de l’enzyme peut générer une quantité tout aussi faible d’électricité. Mais ils pensent qu’ils peuvent en utiliser suffisamment pour alimenter de petits appareils: les bactéries qui fabriquent Huc sont faciles à cultiver en grande quantité.
« Nous sommes confiants, sur la base d’autres travaux qui ont été effectués avec des catalyseurs, que si nous les développons et les mettons dans un appareil électrique, nous pourrions l’utiliser pour alimenter quelque chose comme une montre-bracelet comme une preuve de concept », explique Grinter.
Si suffisamment d’enzyme pouvait être fabriquée industriellement, elle pourrait même être un composant utile de piles à combustible à hydrogène beaucoup plus grandes – comme pour une voiture.
« Je ne vois pas d’obstacle fondamental », dit Grinter.
« Il développerait juste assez de la densité de l’enzyme sur une surface pour pouvoir catalyser l’hydrogène. C’est donc une possibilité à long terme, mais je dis-le une possibilité. »
Cela dit, la mise à l’échelle de l’enzyme comme celle-ci nécessitera des années de travail – et plus de financement.
« Ce serait vraiment bien d’obtenir un financement de démarrage et d’investir beaucoup de capitaux pour vraiment lancer le processus », dit Grinter.
Ils ont publié leurs résultats dans Nature.
