Una proteína que se encuentra en las membranas de microorganismos antiguos que viven en las salinas del desierto podría ofrecer una nueva forma de utilizar la luz solar para generar combustible de hidrógeno respetuoso con el medio ambiente. Los investigadores de los grupos Nanobio Interfaces y Nanophotonics del Laboratorio Nacional Argonne combinaron la bomba de protones recolectora de luz bacteriorrodopsina (bR) en un Pt / TiO 2 nanocatalizador para la generación de hidrógeno impulsada por luz visible. La matriz del nanocatalizador de platino está compuesta por nanopartículas de bR y Pt (0) de 4 nm fotodepositadas en la superficie de TiO de 25 nm. 2 nanopartículas. Los estudios fotoelectroquímicos y de absorción transitoria indican una transferencia de carga eficiente entre las moléculas de proteína bR y las nanopartículas de titania.
Los científicos han sido conscientes del potencial del TiO 2 nanopartículas para reacciones basadas en la luz desde principios de la década de 1970, cuando los investigadores japoneses descubrieron que un TiO 2 El electrodo expuesto a la luz ultravioleta brillante podría dividir las moléculas de agua en un fenómeno que llegó a conocerse como el efecto Honda-Fujishima. Desde entonces, Los científicos han realizado esfuerzos continuos para extender la reactividad a la luz del TiO. 2 fotocatalizadores en la parte visible del espectro.
La bacteriorrodopsina, que es responsable del color púrpura inusual de varias salinas en California y Nevada, usa la luz solar como fuente de energía que le permite actuar como una bomba de protones. Las bombas de protones son proteínas que normalmente se ubican a horcajadas sobre una membrana celular y transfieren protones desde el interior de la célula al espacio extracelular. En este estudio, los protones proporcionados por el bR se combinan con electrones libres en pequeños sitios de platino intercalados en el TiO 2 matriz. Este fotocatalizador híbrido bioasistido supera a muchos otros sistemas similares en la generación de hidrógeno y podría ser un buen candidato para la fabricación de dispositivos de energía verde que consumen fuentes prácticamente infinitas:agua salada y luz solar.
