Los científicos han descubierto un paso clave en la receta de la naturaleza para dividir el agua, que alimenta toda la vida vegetal en la Tierra y puede aprovecharse para producir un suministro ilimitado de combustible renovable barato.

La Universidad Nacional de Australia (ANU) y el Instituto Max Planck para la Conversión de Energía Química (MPI-CEC) en Alemania dirigieron el estudio, que por primera vez identifica un importante proceso fotosintético que permite a las plantas dividir el agua.

El investigador principal, el Dr. Nick Cox, dijo que si los humanos pudieran dividir el agua usando materiales baratos como lo hizo la naturaleza, la sociedad tendría un suministro interminable de combustible de hidrógeno barato para el transporte, sin emisiones de carbono que contribuyan al cambio climático causado por el hombre.

"Suficiente luz solar llega a la Tierra en una sola hora para impulsar toda la actividad humana durante más de un año, ", dijo el Dr. Cox de la Escuela de Investigación de Química de ANU.

"Las plantas utilizan esta energía recolectada para dividir el agua y producir carbohidratos complejos que proporcionan alimento para que la planta crezca y prospere. Este proceso también enriquece nuestra atmósfera con oxígeno para los animales, incluidos los humanos, respirar.

"Copiar este proceso de la naturaleza conduciría a tecnologías de almacenamiento de energía renovable nuevas y mejoradas".

La investigadora del MPI-CEC, la Dra. Maria Chrysina, dijo que el estudio reveló cómo una enzima clave involucrada necesitaba "respirar" para permitir el acceso al agua.

"A mitad de su ciclo de reacción, la enzima desarrolla la capacidad de estirarse como una concertina, que permite la captación ordenada de agua para iniciar el proceso de escisión, "Dijo el Dr. Chyrsina.

El co-investigador de ANU, el Dr. Eiri Heyno, dijo que la división del agua en la naturaleza podría verse obstaculizada sin el paso crítico identificado por el equipo.

"Sin el cuidado, unión secuencial de agua, potencialmente se pueden liberar más moléculas de oxígeno reactivas que podrían desentrañar todo el proceso de división del agua, "Dijo el Dr. Heyno.

El estudio, que también involucró a investigadores de Suecia, se publica en Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América.

El equipo de investigación utilizó una técnica llamada espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica (EPR), que creó imágenes en 3-D del sitio reactivo involucrado en el proceso de fotosíntesis.

El Dr. Cox está liderando el establecimiento de una nueva instalación de EPR de última generación en ANU, con el apoyo del Australian Research Council (ARC), Universidad de Nueva Gales del Sur, Universidad de Queensland, Universidad de Sydney y Universidad de Wollongong.

"Esta nueva instalación funcionará con campos magnéticos mucho más altos de lo que es posible en la actualidad, permitiendo que se tomen medidas más detalladas para fines médicos, biológico, investigación química y de materiales, así como aplicaciones industriales, " él dijo.