Esta enzima especial convierte el aire en electricidad: nueva y prometedora fuente de energía

Energía a partir de aire

Convertir gas hidrógeno en electricidad, parece algo complicado. Sin embargo, ciertas bacterias del suelo lo consiguen sin mucho esfuerzo. La enzima Huc parece ser su mejor ventaja

Científicos australianos han conseguido extraer Huc concentrada de la bacteria Mycobacterium smegmatis. Esta enzima de “batería natural” es sorprendentemente estable y puede soportar temperaturas de -80 a +80 grados Celsius sin perder su acción ni deshacerse. La enzima puede utilizarse en todo tipo de aparatos domésticos, de jardín y de cocina, e incluso en motores eléctricos como alternativa a la batería química, las células solares o el combustible fósil.

El poder de la enzima Huc

La microbióloga Ashleigh Kropp, de la Universidad de Monash, explica en una entrevista cómo llegó al descubrimiento: “Primero cultivamos las bacterias del suelo en el laboratorio hasta alcanzar una cantidad considerable. Luego extrajimos la enzima especial Huc, que convierte el gas hidrógeno del aire en electricidad. Es más fácil emplear el Huc puro que las bacterias vivas. A continuación colocamos la Huc en un pequeño circuito eléctrico, de modo que fue posible utilizar los electrones generados a partir del hidrógeno para generar electricidad y fluir por el circuito eléctrico”.

Kropp está muy entusiasmada con el potencial de esta enzima en particular. “Huc puede producir electricidad para alimentar pequeños dispositivos, como alternativa a una batería. Si añadimos Huc a un dispositivo y lo dejamos reaccionar con hidrógeno concentrado, por ejemplo en una pila de combustible, podrá generar aún más electricidad. De este modo, se podrán alimentar dispositivos más grandes”.

Nueva fuente de energía

Los científicos tienen grandes planes para Huc. “Nuestro objetivo es emplear la enzima Huc para generar energía”, afirma la investigadora. “Actualmente, producimos miligramos de Huc en el laboratorio. En un futuro próximo, queremos ampliarlo a gramos o kilogramos y utilizar la enzima para alimentar pequeños dispositivos que normalmente funcionan con pilas. Pensemos en relojes, smartwatches, dispositivos médicos portátiles, sensores o un simple circuito informático. Huc es una alternativa sostenible a las pilas o las células solares. Esta es nuestra visión de futuro para el uso de Huc. Aún no hemos llegado a este punto. Ahora estamos en la fase de prueba de concepto. Hemos demostrado que podemos aislar la enzima de la bacteria y demostrado de lo que es capaz Huc”.

Más sobre la enzima Huc

La “enzima HUC” (Hydrogenase enzyme complex) es una enzima encontrada en bacterias que puede producir electricidad a partir de hidrógeno. Esta enzima es capaz de catalizar la reacción de reducción del hidrógeno en electrones y protones, lo que produce una corriente eléctrica.

La enzima HUC ha despertado el interés de la comunidad científica porque podría ser una alternativa prometedora para almacenar y producir energía renovable. Los científicos están investigando cómo utilizar esta enzima para crear “baterías biológicas” que generen electricidad a partir de hidrógeno producido por fuentes renovables como la energía solar o la eólica.

Incomprensiblemente eficaz

Los propios investigadores tampoco entienden aún del todo por qué Huc funciona tan bien. “Todavía estamos investigando cómo es que Huc es tan estable y eficaz que puede extraer hidrógeno del aire. Parece ser una estrategia de supervivencia excepcionalmente eficaz de esta bacteria del suelo en particular”, explica Kropp. “Lo que la hace especial es que también funciona en un entorno rico en oxígeno. El aire que respiramos contiene aproximadamente un 21 % de oxígeno, lo que normalmente perjudica considerablemente a una enzima como Huc. Pero Huc tiene adaptaciones especiales, que le permiten obtener su energía del gas hidrógeno a pesar del aire rico en oxígeno”.

Por supuesto, al principio esto es útil, sobre todo para las bacterias. “Las bacterias del suelo a menudo carecen de nutrientes para sobrevivir porque tienen que compartir la comida que hay con otros microorganismos. Por eso hay muchas bacterias que pueden pasar a una especie de modo de hibernación cuando hay poca comida disponible. Nuestra bacteria hace algo diferente: utiliza la enzima Huc para generar energía a partir del gas hidrógeno presente en el aire. Aunque la concentración sea muy baja (0,00005 %), siempre está presente y es suficiente para que la bacteria sobreviva”.

También en el frío y el calor

Que la enzima Huc también funcionara tan bien aislada fue una sorpresa. “No estábamos seguros de si la forma pura de la enzima también haría su trabajo fuera de las bacterias, pero nuestros experimentos demostraron que Huc aún podía extraer energía del hidrógeno incluso a una concentración 12 veces menor que en nuestra atmósfera. Se trata de una concentración inferior a la que podía detectar nuestro equipo de medición. Es fascinante lo estable que es Huc: la enzima no se deshace y sigue generando electricidad a temperaturas de congelación de -80 grados o de calor de hasta 80 grados centígrados. Esto hace que el Huc sea ideal para emplearlo como fuente de energía renovable para dispositivos bioeléctricos”.

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