Consiguen producir electricidad de la ‘nada’

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Quedémonos con este nombre: Mycobacterium smegmatis. Se trata de una bacteria común que habita en el suelo. Algunas bacterias -como esta- son capaces de producir electricidad a partir de pequeñas concentraciones atmosféricas de hidrógeno. Tras identificar la enzima responsable, un equipo de científicos de la Universidad de Monash en Australia han descubierto una enzima que puede convertir el hidrógeno del aire en electricidad; es decir, que se puede producir electricidad sin necesidad de contar con el resto del organismo: solo con la enzima.

Este descubrimiento podría permitir, no solo la posibilidad de cargar dispositivos con pequeñas cantidad de electricidad generadas por una única enzima, sino también una captura más eficiente de la energía almacenada como hidrógeno e incluso podría conducir a una nueva forma de producir energía a granel en ciertos lugares que sean amigables para ello. Un hallazgo que, sin duda, nos ayudaría a alejarnos de los combustibles fósiles y abrazar otras fuentes de energía que no carbonicen.

El problema de las energías limpias disponibles, como la energía solar o la energía eólica es que sufren problemas de intermitencia. Con un dispositivo basado en enzimas eliminaríamos este error de la ecuación al poder encenderse y apagarse a voluntad, como si de un generador de electricidad se tratara.

Una batería natural

La enzima, llamada Huc, puede convertir el gas de hidrógeno en una corriente eléctrica. Luego, gracias al microscopio crioelectrónico (cryo-EM) -que llevó a sus desarrolladores a ganar el premio Nobel en 2017- determinaron la estructura molecular de la enzima. Esta técnica consiste en enfriar la muestra a temperaturas criogénicas, por debajo de -150 °C, y bombardearla con electrones. Con la electroquímica, finalmente, quedó demostrado que la enzima podía funcionar incluso en concentraciones mínimas de 0,00005 por ciento en el aire. Un auténtico éxito.

“Huc es extraordinariamente eficiente. A diferencia de todas las demás enzimas y catalizadores químicos conocidos, incluso consume hidrógeno por debajo de los niveles atmosféricos, tan solo el 0,00005% del aire que respiramos”, explica Rhys Grinter, de Monash University Biomedicine Discovery Institute y coautor del trabajo que publica la revista Nature.

¿Cómo funciona?

La enzima se une al hidrógeno y permite su oxidación, una reacción en la que pierde electrones antes de pasarlos a la vitamina menaquinona o K2. ¿Qué pasa después? La menaquinona puede transferir electrones a la membrana de la bacteria u otro electrodo, produciendo una corriente eléctrica como si fuera una ‘batería natural’.

Una de las cosas que descubrieron los científicos fue que la enzima es increíblemente resistente: sobrevive a la congelación o se calienta a 80°C; una suerte de adaptación casi como los tardígrados, probablemente para ayudar a estas bacterias a sobrevivir en los entornos más difíciles del planeta.

Afortunadamente, la enzima Huc se encuentra en organismos que abundan en el suelo y también se pueden cultivar en grandes cantidades para múltiples dispositivos a la vez. Y es que Mycobacterium smegmatis se encuentra en el suelo, el agua y las aguas residuales de todo el mundo, de ahí que sea tan fácil de cultivar y manipular en el laboratorio. El potencial que tiene para generar electricidad es maravilloso y habrá que ver cómo discurre esta investigación en el futuro.

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