Descripción del proyecto
LA INVESTIGACION Y EL DESARROLLO DE NUEVAS POSIBILIDADES ENERGETICAS LIMPIAS Y RENOVABLES ES ESENCIAL, EN ESTE CONTEXTO LA TECNOLOGIA DEL HIDROGENO TIENE GRAN IMPORTANCIA, YA QUE AL OXIDARSE EL HIDROGENO SE LIBERA LA ENERGIA CONTENIDA EN EL ENLACE H-H, PRODUCIENDOSE AGUA COMO UNICO PRODUCTO, PARA QUE LA TECNOLOGIA DEL H2 SEA REALMENTE LIMPIA Y SOSTENIBLE HAY QUE DESARROLLAR NUEVOS METODOS DE PRODUCCION DE ESTE COMBUSTIBLE A PARTIR DE FUENTES DE ENERGIA RENOVABLES, Y ES CRITICA LA INVESTIGACION EN ELECTROCATALIZADORES ALTERNATIVOS AL PLATINO, ACTUALMENTE SE ESTA INVESTIGANDO MUCHO EN ELECTROCATALIZADORES QUE NO INCLUYAN METALES NOBLES, GENERALMENTE INSPIRADOS EN LOS CATALIZADORES BIOLOGICOS, ES DECIR LAS ENZIMAS HIDROGENASAS, ESTAS METALOENZIMAS REDOX (QUE CONTIENEN NI Y/O FE) CATALIZAN DE FORMA REVERSIBLE LA OXIDACION DEL HIDROGENO MOLECULAR A PROTONES, EN EL PRESENTE PROYECTO EL OBJETIVO GENERAL ES LOGRAR UN SIGNIFICATIVO AVANCE EN LA INVESTIGACION DE LA ELECTROCATALISIS DEL HIDROGENO, TANTO DESDE EL PUNTO DE VISTA FUNDAMENTAL COMO DE POSIBLES APLICACIONES, PARA: I) DESARROLLAR UN SISTEMA FOTOELECTROQUIMICO DE PRODUCCION DE H2 QUE INTEGRE MATERIALES NANOESTRUCTURADOS -CONDUCTORES Y SEMICONDUCTORES DE BANDA INTERMEDIA- E HIDROGENASAS; II) DESARROLLAR UN SISTEMA ELECTROENZIMATICO PARA LA SINTESIS DE ATP A PARTIR DE LA OXIDACION DE H2, PARA CUMPLIR CON EXITO EL PRIMER PUNTO SE OPTIMIZARAN AMBAS INTERFACES INVOLUCRADAS EN EL PROCESO FOTOELECTROQUIMICO: ELECTRODO/SEMICONDUCTOR Y SEMICONDUCTOR/HIDROGENASA, DE ESTE MODO LA TRANSFERENCIA ELECTRONICA ENTRE LOS DIFERENTES COMPONENTES DEL DISPOSITIVO SERA LO SUFICIENTE RAPIDA PARA ASEGURAR PRODUCCION NETA DE HIDROGENO, LA INMOVILIZACION DEL SEMICONDUCTOR SOBRE MATERIALES CONDUCTORES TRANSPARENTES O NANOESTRUCTURADOS (COMO EL GRAFENO), Y LA INMOVILIZACION ORIENTADA Y COVALENTE DEL ENZIMA SOBRE LAS PARTICULAS DEL SEMICONDUCTOR DEBEN MEJORAR ESTAS INTERFACES, PARA DESARROLLAR EL SEGUNDO PUNTO DEL PROYECTO SE VAN A CO-INMOVILIZAR LAS ENZIMAS HIDROGENASA Y ATP-SINTASA, ENZIMA TRANSMEMBRANA QUE CATALIZA DE FORMA REVERSIBLE LA SINTESIS E HIDROLISIS DE ATP ACOPLADA AL TRANSPORTE DE PROTONES A TRAVES DE LA MEMBRANA CELULAR, SOBRE UN ELECTRODO MODIFICADO CON UNA BICAPA DE FOSFOLIPIDOS, DE ESTE MODO SE OBTENDRA UNA CONSTRUCCION BIOMIMETICA QUE SE INSPIRA EN EL FUNCIONAMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS BACTERIANOS MAS ARCAICOS, EN LOS CUALES UNA HIDROGENASA ANCLADA EN LA MEMBRANA CELULAR OXIDA H2 PARA GENERAR UN GRADIENTE DE PROTONES A TRAVES DE LA MEMBRANA QUE ES UTILIZADA POR LA ATP-SINTASA PARA SINTETIZAR EL ATP NECESARIO PARA SU METABOLISMO, SE ESTUDIARA EL SISTEMA DE REGENERACION DE ATP ACOPLADO A DOS REACCIONES BIOCATALITICAS DE INTERES: LAS FOSFORILIZACIONES DEL GLICEROL Y DE LA GLUCOSA, HIDRÓGENO\FOTOCATÁLISIS\MEMBRANAS BIOMIMÉTICAS\ELECTRODOS ENZIMÁTICOS\SEMICONDUCTORES\ATP