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11 de marzo de 2023

Descubren una enzima que convierte el aire en energía



Científicos australianos descubrieron una enzima que convierte el aire en energía: utiliza las bajas cantidades de hidrógeno de la atmósfera para crear una corriente eléctrica.




El equipo de investigación, dirigido por Rhys Grinter, Ashleigh Kropp y Chris Greening, del Instituto de Descubrimientos Biomédicos de la Universidad Monash de Melbourne (Australia), produjo y analizó una enzima que consume hidrógeno a partir de una bacteria común del suelo. El hallazgo se publica en Nature.

Otros de sus rabajos recientes demuestran que muchas bacterias utilizan el hidrógeno de la atmósfera como fuente de energía en entornos pobres en nutrientes. “Hace tiempo sabemos que pueden usar las trazas de hidrógeno del aire como fuente de energía para crecer y sobrevivir, incluso en suelos antárticos, cráteres volcánicos y las profundidades oceánicas –explica Greening–, pero no sabíamos cómo lo hacían, hasta ahora”.

La estructura más definida

Los investigadores extrajeron la enzima responsable de usar el hidrógeno atmosférico de la bacteria Mycobacterium smegmatis.Demostraron que esta batería denominada Huc, convierte el gas hidrógeno en corriente eléctrica. Grinter señala que “Huc es extraordinariamente eficaz. A diferencia de todas las demás enzimas y catalizadores químicos conocidos, incluso consume hidrógeno por debajo de los niveles atmosféricos, tan sólo 0.00005 por ciento del aire que respiramos”.

Se apoyaron en varios métodos de vanguardia para revelar el plano molecular de la oxidación atmosférica del hidrógeno, como microscopía avanzada (crio-EM) para determinar su estructura atómica y sus rutas eléctricas, superando los límites para producir la estructura enzimática más resuelta de la que se tiene constancia por este método hasta la fecha. También emplearon una técnica electroquímica para demostrar que la enzima purificada crea electricidad a concentraciones mínimas de hidrógeno.

El trabajo de laboratorio de Kropp demuestra que es posible almacenar Huc purificada durante largos periodos. “Es asombrosamente estable. Se puede congelar la enzima o calentarla a 80 grados centígrados y conserva su capacidad de generar energía. Esto refleja que ayuda a las bacterias a sobrevivir en los entornos más extremos”, señala.

El Huc es una batería natural que produce una corriente eléctrica sostenida a partir del aire o del hidrógeno añadido. Aunque la investigación se encuentra en fase inicial, el descubrimiento del Huc tiene un potencial considerable para desarrollar pequeños dispositivos alimentados por aire, por ejemplo, como alternativa a los alimentados por energía solar.

Las bacterias que producen enzimas como la Huc son comunes y pueden cultivarse en grandes cantidades, lo que significa que tenemos acceso a una fuente sostenible de la enzima. Grinter afirma que un objetivo clave para el trabajo futuro es ampliar la producción de Huc.

Fuente: EP

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