Aprovechar la producción de hidrógeno para generar energía limpia, estable y segura
Europa busca sin descanso fuentes y tecnologías de energía renovable. El hidrógeno es un combustible renovable prometedor pero, hasta el momento, su producción no ha sido del todo limpia porque depende de combustible fósiles. Aprovechar la energía del hidrógeno de una manera más natural podría resolver estos escollos y ofrecer una fuente de energía limpia y segura para impulsar a Europa hacia un futuro más sostenible. El proyecto H2Bio2Energy examinó métodos biológicos que podrían resolver este problema. Para ello, abordó preguntas fundamentales sobre cómo las metaloenzimas, enzimas naturales presentes en muchos organismos vivos, producen hidrógeno a partir del agua. Esta reacción tiene lugar de forma natural en algunos microorganismos y genera hidrógeno que puede emplearse como un combustible limpio. Sin embargo, aún no se conoce del todo el mecanismo exacto de reacción. «El objetivo principal del proyecto era desarrollar métodos experimentales innovadores que proporcionaran información precisa sobre el mecanismo de reacción, algo esencial para emplear estas enzimas naturales en tecnologías futuras o para diseñar catalizadores artificiales más eficientes», explica Kylie Vincent, profesora de Química Inorgánica en la Universidad de Oxford y coordinadora del proyecto H2Bio2Energy.
La naturaleza como fuente de inspiración
El tipo específico de metaloenzimas empleadas en el proyecto son conocidas como hidrogenasas de [FeFe]. Estas se encuentran en algunas bacterias, así como en algunas algas verdes unicelulares, que producen hidrógeno de forma natural para su propia supervivencia. Una característica clave de las hidrogenasas de [FeFe] es que usan catalizadores de hierro y no de platino. En aplicaciones industriales a gran escala, usar hierro en lugar de platino sería mucho más fácil y barato debido a la gran abundancia de hierro en el planeta. «Compare el precio de un anillo de platino con el de un anillo de hierro. La diferencia en el precio depende del hecho de que solo existe una pequeña cantidad de platino en la corteza terrestre y su extracción requiere mucho trabajo y una gran cantidad de recursos. Por el contrario, el hierro es muy abundante y se puede extraer y reciclar fácilmente», comenta Simone Morra, beneficiario de una beca de investigación individual Marie Skłodowska-Curie en la Universidad de Oxford e investigador principal del proyecto H2Bio2Energy. El proyecto desarrolló y utilizó herramientas y métodos innovadores basados en el uso de la luz infrarroja para investigar la producción de hidrógeno. Esto permitió al equipo determinar específicamente lo que ocurre en la parte más importante de una enzima, el centro activo, que es donde tienen lugar las reacciones.
Hacia un futuro limpio
«Dado que las metaloenzimas, como las hidrogenasas de [FeFe], desempeñan muy bien su función pero no suelen ser muy estables en el tiempo, nuestra idea es que la información recopilada durante este proyecto se empleará para copiar lo que ocurre en la naturaleza y producir un catalizador sintético basado en el hierro con un rendimiento y estabilidad excelentes», explica Morra. Este catalizador podría reemplazar al platino en la fabricación de electrolizadores de agua, que podrían emplearse para producir hidrógeno para vehículos, o en una central energética para almacenar el exceso de electricidad (procedente de paneles solares o turbinas eólicas). Morra concluye: «Este proyecto fue posible gracias al apoyo del programa de becas individuales de investigación Marie Skłodowska-Curie de Horizonte 2020. El aspecto más positivo de la beca es la posibilidad de trabajar con cualquier investigador que creas que es mejor para tu proyecto en Europa o en cualquier otra parte del mundo, sin que las fronteras nacionales representen un obstáculo».
Palabras clave
H2Bio2Energy, química, hidrógeno, energía, verde, fuente, enzimas
