Científicos han creado un biomaterial altamente
eficiente que cataliza la formación de hidrógeno, medio 'santo grial' de la
división del H2O para propulsar coches a base de agua.
Basado en una enzima modificada que gana fuerza al ser
protegida dentro de la cubierta de la proteína -cápside- de un virus
bacteriano, este nuevo material es 150 veces más eficiente que la forma
inalterada de la enzima.
El proceso de creación del material fue descrito
recientemente en "automontaje de catalizadores biomoleculares para la
producción de hidrógeno" en la revista Nature Chemistry.
"Esencialmente, hemos tomado la capacidad de un
virus para autoensamblar innumerables bloques de construcción genética e
incorporado una enzima muy frágil y sensible con la notable propiedad de tomar
protones y devoler gas de hidrógeno", explica Trevor Douglas, autor del
estudio y profesor de Química de la Universidad de Indiana. "El resultado
final es una partícula similar a un virus que se comporta igual que un material
altamente sofisticado que cataliza la producción de hidrógeno."
El material genético utilizado para crear la enzima
hidrogenasa, es producido por dos genes de las bacterias comunes Escherichia
coli, insertados dentro de la cápside de protección utilizando métodos
desarrollados previamente por el equipo investigador. Los genes, Hya y HYAB,
son dos genes en E. coli que codifican subunidades clave de la enzima
hidrogenasa. La cápside proviene del virus bacteriano conocido como P22
bacteriófago.
Más barato y eficiente que el platino
El biomaterial resultante, llamado
"P22-Hyd," no sólo es más eficiente que la enzima inalterada sino que
también se produce a través de un proceso de fermentación sencilla a
temperatura ambiente.
El material es potencialmente mucho menos costoso y
más respetuoso con el medio ambiente al producirse que otros materiales
utilizados actualmente para crear pilas de combustible. El costoso metal
platino, por ejemplo, se utiliza comúnmente para catalizar el hidrógeno como
combustible en productos como coches de concepto de gama alta.
"Este material es comparable al platino, excepto
que es verdaderamente renovable", dijo Douglas. "No es necesario
extraerlo; puede crearse a temperatura ambiente utilizando una tecnología de
fermentación a escala masiva. Es biodegradable. Es un proceso muy verde para
hacer un material sostenible de muy alto nivel.".
Además, Hyd-P22 rompe los enlaces químicos del agua
para crear hidrógeno y también trabaja a la inversa para recombinar hidrógeno y
oxígeno para generar energía. "La reacción se ejecuta en ambos sentidos,
lo que puede ser utilizado ya sea como un catalizador de la producción de
hidrógeno o como un catalizador de pila de combustible", dijo Douglas.
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