Investigación de la Universidad de Illinois y la Universidad de California, Davis tiene a los químicos un paso más cerca de recrear la maquinaria más eficiente de la naturaleza para generar gas hidrógeno. Este nuevo desarrollo puede ayudar a despejar el camino para que la industria del combustible de hidrógeno asuma un papel más importante en el impulso global hacia fuentes de energía más respetuosas con el medio ambiente.

Los investigadores informan sus hallazgos en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

En la actualidad, El gas hidrógeno se produce mediante un proceso industrial muy complejo que limita su atractivo para el mercado de combustibles ecológicos. dijeron los investigadores. En respuesta, los científicos están buscando hidrógeno sintetizado biológicamente, que es mucho más eficiente que el actual proceso creado por el hombre, dijo el profesor de química y coautor del estudio Thomas Rauchfuss.

Enzimas biológicas, llamadas hidrogenasas, son la maquinaria de la naturaleza para producir y quemar gas hidrógeno. Estas enzimas vienen en dos variedades, hierro-hierro y níquel-hierro:nombrados así por los elementos responsables de impulsar las reacciones químicas. El nuevo estudio se centra en la variedad hierro-hierro porque hace el trabajo más rápido, dijeron los investigadores.

El equipo entró en el estudio con un conocimiento general de la composición química de los sitios activos dentro de la enzima. Plantearon la hipótesis de que los sitios se ensamblaron usando 10 partes:cuatro moléculas de monóxido de carbono, dos iones de cianuro, dos iones de hierro y dos grupos de un aminoácido que contiene azufre llamado cisteína.

El equipo descubrió que, en cambio, era más probable que el motor de la enzima estuviera compuesto por dos grupos idénticos que contenían cinco sustancias químicas:dos moléculas de monóxido de carbono, un ion de cianuro, un ion de hierro y un grupo de cisteína. Los grupos forman una unidad estrechamente unida, y las dos unidades se combinan para darle al motor un total de 10 partes.

Pero el análisis de laboratorio de la enzima sintetizada en laboratorio reveló una sorpresa final, Dijo Rauchfuss. "Nuestra receta está incompleta. Ahora sabemos que se requieren 11 bits para hacer que el motor de sitio activo, no 10, y estamos en la búsqueda de esa última parte ".

Los miembros del equipo dicen que no están seguros de a qué tipo de aplicaciones conducirá esta nueva comprensión de la enzima hierro-hierro hidrogenasa, pero la investigación podría proporcionar un kit de montaje que resulte instructivo para otros proyectos de diseño de catalizadores.

"La conclusión de este estudio es que una cosa es imaginar el uso de la enzima real para producir gas hidrógeno, pero es mucho más poderoso comprender su composición lo suficientemente bien como para poder reproducirlo para su uso en el laboratorio, "Dijo Rauchfuss.

Investigadores de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón también contribuyeron a este estudio.