Extrayendo energía de la nada: energía limpia basada en hidrógeno
Encontrar formas de producir energía limpia y las fuentes que generan electricidad verde tiende a ser complejo, extenso y, en general, no es tan fácil como simplemente extraer energía de la nada. Sin embargo, un grupo de investigadores en Australia lo ha demostrado después de descubrir una enzima que literalmente puede convertir el aire en energía.
Crédito de la imagen: Lente Kay Cee y metraje / Shutterstock.com
El equipo, dirigido por Greening y sus colegas, el Dr. Reese Grinter y Ph.D. La estudiante de la Universidad de Monash, Ashley Krupp, publicó recientemente sus hallazgos en la revista naturaleza, Describe cómo la enzima, apodada “Huc”, puede convertir gas hidrógeno en corriente eléctrica.
Si bien se sabe que algunas bacterias del suelo convierten el hidrógeno en energía, no se ha entendido completamente cómo funciona este proceso. Eso fue hasta que el equipo de Monash Huc lo descubrió.
Usando bacterias que se encuentran en un suelo específico, el equipo pudo producir la enzima Huc, que consume hidrógeno.
Hace tiempo que sabemos que las bacterias pueden usar trazas de hidrógeno en el aire como fuente de energía para ayudarlas a crecer y sobrevivir, incluso en suelos antárticos, cráteres volcánicos y profundidades oceánicas… pero no sabíamos cómo hacerlo. esto hasta ahora..
Profesor Groening, Instituto de Descubrimiento Biomédico (BDI) de la Universidad de Monash, Melbourne, Australia
Huc: la propia batería de la naturaleza
Para tomar bacterias de muestras especiales de suelo y desarrollar la enzima Huc que consume hidrógeno, el equipo aplicó una serie de técnicas innovadoras, como la microscopía de imágenes crioelectromagnéticas avanzadas para exponer el “el Diagrama molecular de la oxidación del hidrógeno en la atmósfera.. “
Usando crioimagen electromagnética para monitorear la estructura atómica y las vías eléctricas, el equipo también aplicó electroquímica a la película de proteína para mostrar cómo la enzima, cuando se purifica, puede generar electricidad a partir de concentraciones mínimas de hidrógeno.
Cada prueba se realizó en condiciones ambientales (temperatura y presión ambiente), lo que garantiza que los resultados reflejen las capacidades de aplicación del mundo real.
Además de su capacidad para producir una corriente eléctrica a partir del aire circundante, el hecho de que la enzima sea potente y estable la hace particularmente prometedora.
Huc también se puede almacenar durante largos períodos de tiempo, lo que significa que realmente se puede considerar una batería normal.
Es increíblemente estable. Es posible congelar la enzima o calentarla a 80 grados centígrados, y conserva su capacidad de generar energía… Esto refleja que esta enzima ayuda a las bacterias a sobrevivir en los ambientes más duros.
Ashley Krupp, Ph.D. Estudiante, Universidad de Monash
Después de extraer la enzima Huc de frotis de micobacterias, El equipo también descubrió que la enzima podía producir una corriente eléctrica a partir de pequeñas cantidades de hidrógeno, incluso en concentraciones por debajo de la atmosférica.
Huc es extraordinariamente efectivo. A diferencia de todas las demás enzimas y catalizadores químicos conocidos, consume hidrógeno por debajo de los niveles atmosféricos, menos del 0,00005 % del aire que respiramos..
Dr.. Rhys Grinter, Universidad de Monash
Energía limpia para un futuro más limpio
Las bacterias productoras de Huc son abundantes e incluso se pueden cultivar en cantidades relativamente grandes, lo que hace que la enzima sea sostenible. Según el Dr. Grinter, uno de los principales objetivos de garantizar energía limpia para un futuro más limpio es aumentar la producción de Huc.
Una vez que producimos Huc en cantidades suficientes, el cielo es literalmente el límite para usarlo para producir energía limpia.
Dr.. Rhys Grinter, Universidad de Monash
Si la ampliación tiene éxito, el equipo cree que este descubrimiento podría allanar el camino para el desarrollo de dispositivos avanzados con catalizadores que oxidan H.2 en el aire circundante, lo que da como resultado una generación autosostenible de electricidad.
Si bien todavía queda un largo camino por recorrer antes de considerar la posibilidad de subsidiar una ciudad entera o una red nacional completa, la esperanza es que el impacto a largo plazo de esta enzima en evolución podría aliviar las presiones sobre las redes nacionales si el marco teórico es factible. aprobado en aplicaciones prácticas.
Esto es especialmente prometedor e importante hoy en día, ya que los gobiernos y los formuladores de políticas buscan soluciones energéticas limpias e inteligentes para hacer frente a la crisis climática. Ser capaz de extraer energía del aire con Huc podría cambiar las reglas del juego cuando se trata de combatir el cambio climático.
Referencias y lecturas adicionales
Grinter, R.; et al. (2023) “La base estructural de la extracción de energía bacteriana del hidrógeno atmosférico”, naturaleza615 (7952), págs. 541-547. Disponible en: https://doi.org/10.1038/s41586-023-05781-7.
Los científicos han descubierto una enzima que convierte el aire en electricidad, proporcionando una nueva fuente de energía limpia (2023) Instituto Monash para el Descubrimiento Biomédico. Disponible en: https://www.monash.edu/discovery-institute/news-and-events/news/2023-articles/scientists-discover-an-enzyme-that-turns-air-into-electricity-providing-a-new- Una fuente de energía limpia
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