یکی از مهم ترین دغدغه هایی که امروزه بشریت با آن دست و پنجه نرم می کنند، کمبود منابع لازم جهت تامین انرژی های مورد نیازشان است. از جمله کاربردی ترین و مهم ترین انرژی های مورد نیاز انسان ها می توان به انرژی برق اشاره کرد. این انرژی باعث پیشرفت و راحتی بسیاری از انسان ها می شود. دانشمندان به تازگی روشی را کشف کرده اند که با استفاده از آن می توانند از هوا برق تولید کنند. آیا چیزی در این باره شنیده اید؟ جهت آشنایی از این موضوع جالب در ادامه ما را همراهی کنید:
درباره تولید برق توسط آنزیم های موجود در هوا چه می دانید؟
امروزه بسیاری از پژوهشگران در زمینه تولید انرژی برق به وسیله آنزیم هایی که درون مولکول های هوا وجود دارند، فعالیت می کنند. مدت ها پیش برخی از پژوهشگران مطلع شدند که به وسیله باکتری هایی بیماری سل می توانند هیدروژنی که درون مولکول های هوا وجود دارد را به انرژی و الکتریسیته تبدیل کنند. باکتری مایکوباکتریوم اسمگماتیس به کمک آنزیمی به نام huc قادر است تا از هیدروژنی که درون مولکول های هوا وجود دارد انرژی برق را به دست آورد. از طرفی این آنزیم به باکتری کمک می کند تا در شرایط تغذیه ای نامناسب تحمل و دوام زیادی را از خود ارائه دهد.
دانشمندانی که در کشور استرالیا ساکن هستند و روی این پروژه تحقیق می کنند می گویند: به کمک آنزیم اچ یو سی می توانیم نیاز برق بسیاری از لوازم برقی کوچک مانند ماشین حساب ها، حسگرهای حرارتی، نمایشگرهای محیطی، ساعت های دیجیتال و برخی از مدل های ساده کامپیوتر را تامین کنیم. از طرفی اگر مقدار هیدروژن مورد استفاده برای اچ یو سی و غلظت آن را افزایش دهیم که سبب می شود انرژی الکتریسیته بیشتری در اختیار داشته باشیم؛ زیرا حجم و میزان این انرژی افزایش یافه است، می توان از آن جهت تامین برق مورد نیاز گوشی های هوشمند پیشرفته و سایر تجهیزاتی که از پیچیدگی بیشتری برخوردار هستند استفاده کرد.
آنزیم huc باکتری های غیر بیماری زا محسوب می شود؛ بنابراین استفاده از آن در تولید نیروی برق برای انسان ها ضرری نخواهد داشت. همچنین به دلیل اینکه جزو باکتری های قابل کشت محسوب می شود، می توان آن ها را به میزان انبوه در آزمایشگاه های تحقیقاتی تولید کرد. آن ها جزء باکتری هایی به شمار می آیند که همواره در دسترس بسیاری از افراد قرار دارند. از طرفی دارای قدرت و تحمل بسیار بالایی هستند و در سرما و گرمای شدید نیز از خود تحمل بالایی را نشان می دهند.
نحوه تولید برق باکتری به کمک آنزیم huc
ممکن است یکی از سوالاتی که همواره ذهن بسیاری از کاربران را درگیر کند نحوه ساخت انرژی برق با باکتری باشد. نحوه کارکرد این باکتری به گونه ای است که تا به امروز محققان و دانشمندان راز تولید انرژی برق آن را کشف نکرده اند. طی تحقیقاتی که به وسیله تجهیزات فوق العاده پیشرفته روی این باکتری انجام شده است نتیجه بدست آمده این گونه بوده است: آنزیم huc در مرکز خود دارای یون های آهن و نیکل است. هنگامی که مولکول های هیدروژن تصمیم به ترکیب با این آنزیم را دارند، درون یون های فعال آهن و نیکل اسیر می شوند. این موضوع سبب می شود تا الکترون های موجود در هیدروژن از پروتئین ها جدا شده و به بیرون هدایت شوند. پس از خروج، الکترون ها جهت تولید انرژی الکتریسیته مورد استفاده قرار می گیرند.
تحقیقاتی که روی انزیم huc انجام شده است نشان می دهد که این آنزیم مقاومت بسیار بالایی در مقابل دمای پایین و بالا دارد، به صورتی که در مقابل سرمای شدید امکان یخ زدگی آن‌ها وجود ندارد. مقدار هیدروژن موجود در هوا و غلظت آن نسبتا کم است، در نتیجه اگر تصمیم به تولید انرژی الکتریسیته به وسیله آن‌ها داشته باشیم، میزان انرژی تولید شده بسیار کم خواهد بود؛ بنابراین برای روشن کردن وسایل برقی که نیازمند انرژی کمتری هستند مناسب است.
در صورتی که تصمیم به استفاده از این مدل تولید انرژی جهت استفاده های بیشتر داشته باشیم باید باکتری‌ها را در مقابل مقدار زیادی از هیدروژن خالص قرار دهیم. در این حالت میزان تولید انرژی الکتریسیته آن به شدت افزایش پیدا می کند. دستیابی به این دانش جدید برای نسل بشریت اهمیت بسیار ویژه ای دارد. استفاده فراوان انسان ها از انواع انرژی های فسیلی و سوخت آن ها موجب شده تا هوای اطراف ما به شدت آلوده و غیر قابل استفاده شود. این سوخت ها باعث تغییر اکوسیستم زمین شدند، بنابراین پیدایش روش هایی که با کمترین آسیب زیست محیطی همراه باشند از اهمیت بسیار ویژه ای برای انسان ها برخوردار است.
دومین روش دستیابی و دسترسی به انرژی برق به کمک هوا
گروهی از محققان آمریکایی که در این کشور مشغول به فعالیت هستند، به کمک رطوبت موجود در هوا توانستند انرژی الکتریسیته تولید کنند. محققان قول داده اند که به زودی بتوان جهت تامین انرژی الکتریسیته مورد نیاز برای ساعت های هوشمند، از این روش استفاده کرد. جهت تولید برق با این روش دستگاه خاصی به نام ایرژن نیاز است. این دستگاه به کمک رشته های پروتئینی بسیار باریکی که درون آن ها قرار دارد، مولکول ها و رطوبت موجود در جو هوا را به خود جذب می کند. ایرژن به کمک این رطوبت جذب شده قادر است تا انرژی برق را تولید کنند.
به کمک رطوبت موجود در جو هوا می توان انرژی مورد نیاز چه وسایلی را تامین کرد؟
استفاده این دستگاه یکی از بهترین و کارآمدترین وسیله در زمینه جایگزینی سوخت های فسیلی به شمار می آید؛ بنابراین می توان از آن ها در زمینه پزشکی، برق مورد نیاز ساعت های هوشمند و تلفن ها استفاده کرد. اکوسیستم زمین به مرور زمان به سمتی حرکت می کند که آب و هوا روز به روز نسبت به سال های گذشته گرم تر می شود. گرمی هوا باعث تبخیر بیشتر آب های سطح دریا خواهد شد. تبخیر آب های سطح دریا باعث می شود تا رطوبت موجود در جو هوا افزایش پیدا کند؛ بنابراین در آینده ای نه چندان دور این روش یکی از کارآمدترین روش ها جهت تولید انرژی الکتریسیته به شمار می آید.
کلام آخر
عصر امروز، عصر پیشرفت و تکنولوژی است. اکثر لوازم امروزی با برق کار می کنند، بنابراین نیاز تولید برق و داشتن منبعی قابل تجدید، یک نیاز مهم و حیاتی احساس می شود. خوشبختانه دانشمندان توانسته اند روشی کشف کنند که بتوانند با استفاده از هیدروژن موجود در هوا و با استفاده از آنزیم huc انرژی الکتریسیته تولید کنند. شاید تولید برق با این روش حجم زیادی نداشته باشد، اما امید است که به زودی بتوانند با استفاده از آن حجم بیشتری برق را تولید کرده و در اختیار ما قرار دهند.
