Los científicos han dado un paso clave en la receta para la división del agua de la naturaleza, que impulsa toda la vida vegetal en la Tierra y se puede aprovechar para lograr un suministro ilimitado de combustible renovable barato.
La Universidad Nacional de Australia (ANU) y el Instituto Max Planck para la Conversión de Energía Química (MPI-CEC) alemán lideraron el estudio, que por primera vez identifica un importante proceso fotosintético que permite a las plantas dividir el agua.
El investigador principal, Nick Cox, dijo que si los humanos pudieran dividir el agua usando materiales baratos como lo hizo la naturaleza, la sociedad tendría un suministro interminable de hidrógeno barato para el transporte, sin emisiones de carbono que contribuyan al cambio climático causado por los hombres.
"Suficiente luz solar llega a la Tierra en una sola hora para impulsar toda la actividad humana durante más de un año", dijo Cox, de la Escuela Química de Investigación de ANU.
"Las plantas utilizan esta energía cosechada para dividir el agua y producir carbohidratos complejos que proporcionan alimento para que la planta crezca y prospere. Este proceso también enriquece nuestra atmósfera con oxígeno para que los animales, incluidos los humanos, puedan respirar. Copiar este proceso de la naturaleza conduciría a nuevas y mejoradas tecnologías de almacenamiento de energía renovable".
Maria Chrysina, investigadora del MPI-CEC, dijo que el estudio reveló cómo una enzima clave involucrada necesitaba 'respirar' para permitir el acceso al agua. "A la mitad de su ciclo de reacción, la enzima desarrolla la capacidad de estirarse como una concertina, lo que permite que la absorción ordenada de agua comience el proceso de división", dijo.
El co-investigador de ANU, Eiri Heyno, dijo que la división del agua en la naturaleza podría verse obstaculizada sin el paso crítico identificado por el equipo. "Sin la unión cuidadosa y secuencial del agua, se pueden liberar más moléculas de oxígeno reactivas que podrían desentrañar todo el proceso de división del agua", dijo Heyno.
El estudio, en el que también participan investigadores suecos, se publicó en Proceeding of the National Academy of Sciences de Estados Unidos de América.
El equipo de investigación utilizó una técnica llamada espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica (EPR), que creó imágenes en 3D del sitio reactivo involucrado en el proceso de fotosíntesis.
Cox lidera el establecimiento de una nueva instalación de EPR de última generación en ANU, con el apoyo del Consejo de Investigación Australiano (ARC), la Universidad de Nueva Gales del Sur, la Universidad de Queensland, la Universidad de Sydney y la Universidad de Wollongong.
"Esta nueva instalación operará en campos magnéticos mucho más altos de lo que es posible hoy en día, permitiendo que se tomen medidas más detalladas para investigación médica, biológica, química y de materiales, así como aplicaciones industriales", dijo.
asdf
07/09/2019