Existen microorganismos naturales que producen hidrógeno mediante unas enzimas especiales llamadas hidrogenasas. Lo especial de las hidrogenasas es que generan hidrógeno de forma catalítica. A diferencia de la electrólisis, que suele llevarse a cabo industrialmente utilizando un costoso catalizador de platino, esos microorganismos utilizan compuestos organometálicos de hierro. Teniendo en cuenta esto y el gran interés que despierta el hidrógeno como fuente de energía, no sorprende que el equipo internacional de Wolfgang Weigand, de la Universidad Friedrich Schiller de Jena, Alemania, se propusiera averiguar exactamente cómo tiene lugar este proceso catalítico.
En el pasado, ya se elaboraron numerosos compuestos que siguen el modelo químico de las hidrogenasas naturales. Sin embargo, el compuesto ideado por el equipo de Weigand ha aportado datos totalmente nuevos sobre el proceso de catálisis.
Como en la naturaleza, el nuevo compuesto se basa en una molécula que contiene dos átomos de hierro. Sin embargo, los investigadores cambiaron el entorno químico del hierro. En concreto, sustituyeron una amina por un óxido de fosfina con propiedades químicas similares.
Esto permitió a Weigand y a sus colegas comprender mejor el proceso de formación del hidrógeno.
“Durante el experimento, pudimos ver realmente cómo el gas hidrógeno salía de la solución en pequeñas burbujas”, señala Weigand. Los datos de las mediciones y los resultados de la simulación se utilizaron después para realizar cálculos químicos cuánticos. Esto permitió al equipo proponer un mecanismo plausible de cómo se produce cada paso de la reacción para generar hidrógeno. “Esto nunca se había hecho antes con este nivel de precisión”, subraya Weigand.
El equipo ha publicado en la revista académica ACS Catalysis los resultados de los experimentos y la vía de reacción propuesta.
A partir de estos hallazgos, Weigand y sus colegas quieren ahora desarrollar nuevos compuestos que no solo puedan producir hidrógeno de forma energéticamente eficiente, sino que además utilicen fuentes de energía sostenibles para ello. (Fuente: NCYT de Amazings)
