Energía química natural
La mayoría de los seres vivos pueden producir la energía necesaria para la vida a partir de tres compuestos químicos: luz, agua (H2O) y oxígeno (O2). En primer lugar, las plantas convierten el dióxido de carbono (CO2) y el H2O en glúcidos ricos en energía con la fotosíntesis, cuyo subproducto es el O2. Después, en un proceso denominado respiración, las plantas y los animales convierten el O2 y los glúcidos en agua y CO2, generando energía. Los subproductos de la fotosíntesis y la respiración son el O2, H2O y CO2, que son inocuos. Es por ello que estos procesos naturales podrían ser una opción de producción de energía más ecológica que los procesos a base de petróleo. El objetivo del proyecto financiado por la Unión Europea HEME/(CU-FE)-O2-RED (Heme/copper and heme/non-heme diiron model systems for O2 reduction) era desarrollar una pila de combustible que imitase los procesos naturales. Los científicos han desarrollado pilas de combustible basadas en el proceso de fotosíntesis para producir hidrógeno (H2) que puede quemarse directamente, pero se trata de un proceso ineficiente. HEME/(CU-FE)-O2-RED, en cambio, procuró desarrollar una pila de combustible que imita la respiración utilizando hidrocarburos, peróxido de hidrógeno (H2O2) e H2 para generar energía de forma más eficiente. Para esto, fue necesario desarrollar un sistema que utiliza una enzima clave en la respiración celular. La citocromo c oxidasa es una molécula con hierro y cobre responsable de la conversión del O2 en H2O en el último paso del proceso de respiración, que genera de energía. Para comprender mejor el funcionamiento de la citocromo c oxidasa, los científicos diseñaron sistemas similares a base de cobre, peróxido de hidrógeno y hierro, los cuales imitan el comportamiento enzimático, y estudiaron sus actividades. En un avance importantísimo, HEME/(CU-FE)-O2-RED convirtió O2 en H2O por adición de ácidos débiles y una molécula orgánica con hierro denominada ferroceno al complejo. Encontrar una estrategia para reproducir los mecanismos que tienen lugar en los sistemas de la citocromo c oxidasa natural es un paso importante hacia la generación de energía limpia y sostenible.
Palabras clave
Energía, fotosíntesis, respiración, pilas de combustible, citocromo c oxidasa
