Un innovador catalizador de hidrógeno imita a las bacterias

Investigadores japoneses han fabricado una molécula que copia el funcionamiento de las hidrogenasas, las enzimas que usan algunos microorganismos para activar el hidrógeno. Se trata de un catalizador de bajo coste que, potencialmente, podría servir para generar electricidad de forma eficiente y barata.

“Hemos inventado un nuevo catalizador que puede liberar electrones del gas hidrógeno”, destaca a SINC el investigador Seiji Ogo, de la Universidad de Kyushu (Japón). Su equipo acaba de publicar el trabajo en la revista Science.

“Este avance es un paso crucial en la sustitución de combustibles fósiles con fuentes de energía renovables –añade–, ya que su desarrollo futuro no sólo permitirá  la generación de energía más barata, sino que también proporcionará compuestos químicos para controlar de forma novedosa las reacciones en las que se usa al hidrógeno como un ‘bloque de construcción’ importante”.

El nuevo catalizador es una molécula basada en hierro y níquel que funciona a temperatura y presión atmosférica ambiente. Su estructura está inspirada en la de las hidrogenasas de niquel-hierro, unas enzimas naturales con las que algunos microorganismos fraccionan el hidrógeno (H2) liberando electrones.

Los químicos llevan décadas tratando de entender el secreto de estas enzimas tan eficaces. El primer avance llegó en 2007, cuando por primera vez se logró copiar el trabajo de estas hidrogenasas mediante un compuesto de níquel y rutenio –un elemento caro–, que abrió el camino a una revolución en catalizadores moleculares para fraccionar el hidrógeno.

“La sustitución ahora del rutenio por el hierro no sólo hace que el nuevo catalizador sea cuatro mil veces más barato, también supone un modelo trascendental para explicar cómo algunas bacterias y algas aprovechan la energía del hidrógeno de forma tan eficiente”, dice Seiji Ogo.

El gas hidrógeno, que se puede obtener a partir de agua, tiene un potencial enorme para generar y almacenar energía. El reto es ‘sacar’ esa energía de las moléculas de hidrógeno y aprovecharla para producir electricidad a un precio razonable. En este marco se presenta ahora el nuevo catalizador.

Referencia bibliográfica:

Seiji Ogo, Koji Ichikawa, Takahiro Kishima, Takahiro Matsumoto, Hidetaka Nakai, Katsuhiro Kusaka, Takashi Ohhara. “A Functional [NiFe]Hydrogenase Mimic That Catalyzes Electron and Hydride Transfer from H2”. Science 339, 8 de febrero de 2013.

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