Descubren una enzima que convierte el aire en electricidad, lo que podría ser una nueva fuente de energía limpia

Científicos australianos han descubierto una enzima que convierte el aire en energía. El hallazgo, que publican en la revista 'Nature', revela que esta enzima utiliza las bajas cantidades de hidrógeno de la atmósfera para crear una corriente eléctrica, lo que abre el camino a la creación de dispositivos que, literalmente, produzcan energía a partir del aire.

El equipo de investigación, dirigido por el doctor Rhys Grinter, la estudiante de doctorado Ashleigh Kropp y el profesor Chris Greening, del Instituto de Descubrimientos Biomédicos de la Universidad Monash de Melbourne (Australia), produjo y analizó una enzima que consume hidrógeno a partir de una bacteria común del suelo.

Trabajos recientes del equipo han demostrado que muchas bacterias utilizan el hidrógeno de la atmósfera como fuente de energía en entornos pobres en nutrientes. "Hace tiempo que sabemos que las bacterias pueden utilizar las trazas de hidrógeno del aire como fuente de energía para crecer y sobrevivir, incluso en suelos antárticos, cráteres volcánicos y las profundidades oceánicas --explica Greening--, pero no sabíamos cómo lo hacían, hasta ahora".

En el estudio, los investigadores extrajeron la enzima responsable de utilizar el hidrógeno atmosférico de una bacteria llamada 'Mycobacterium smegmatis'. Demostraron que esta enzima, denominada Huc, convierte el gas hidrógeno en una corriente eléctrica. El doctor Grinter señala que "Huc es extraordinariamente eficaz. A diferencia de todas las demás enzimas y catalizadores químicos conocidos, incluso consume hidrógeno por debajo de los niveles atmosféricos, tan sólo el 0,00005% del aire que respiramos".

Los investigadores utilizaron varios métodos de vanguardia para revelar el plano molecular de la oxidación atmosférica del hidrógeno. Utilizaron microscopía avanzada (crio-EM) para determinar su estructura atómica y sus rutas eléctricas, superando los límites para producir la estructura enzimática más resuelta de la que se tiene constancia por este método hasta la fecha. También utilizaron una técnica llamada electroquímica para demostrar que la enzima purificada crea electricidad a concentraciones mínimas de hidrógeno.

El trabajo de laboratorio realizado por Kropp demuestra que es osible almacenar Huc purificada durante largos periodos. "Es asombrosamente estable. Se puede congelar la enzima o calentarla a 80 grados centígrados y conserva su capacidad de generar energía --explica--. Esto refleja que esta enzima ayuda a las bacterias a sobrevivir en los entornos más extremos".

El Huc es una 'batería natural' que produce una corriente eléctrica sostenida a partir del aire o del hidrógeno añadido. Aunque esta investigación se encuentra en una fase inicial, el descubrimiento del Huc tiene un potencial considerable para desarrollar pequeños dispositivos alimentados por aire, por ejemplo como alternativa a los alimentados por energía solar.

Las bacterias que producen enzimas como la Huc son comunes y pueden cultivarse en grandes cantidades, lo que significa que tenemos acceso a una fuente sostenible de la enzima. Grinter afirma que un objetivo clave para el trabajo futuro es ampliar la producción de Huc. "Una vez que produzcamos Huc en cantidades suficientes, el cielo es literalmente el límite para su uso en la producción de energía limpia", asegura.