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.
Gasolina a base de agua y CO2
