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Nanoreattore per Creare Biocarburante All'Idrogeno

Quando si parla di energia alternativa sembra che si faccia riferimento al futuro che ha da venire.

Gia’ Nikola Tesla 100 ani fa aveva i progetti per sgravare l’umanità’ da ogni incombenza energetica, alle volte quando si vedono le automobili moderne presumibilmente ipertecnologiche, nella realtà’ sono autentici oggetti preistorici in confronto alla reale potenzialità’ di cui disponiamo.

Fate attenzione ai prossimi articoli e servizi già pronti e in fase di rifinitura, l’unico motivo per cui nessuno si prende la briga di accedere a queste tecnologie e’ dettato da un unico fattore….. Il Potere

Il potere, necessita’ di energia e se la possiedono tutti la cosa diventa un problema ………per i pochi che lo detengono.

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Gli scienziati dell’Università dell’Indiana hanno creato un biomateriale altamente efficiente, in grado di catalizzare la formazione di idrogeno di quel “santo graal” della divisione H 2 O, al fine di produrre idrogeno e ossigeno per alimentare auto economiche e Efficiente per lavorare con l’acqua.

Rappresentazione artistica di P22-Hyd,
un nuovo biomateriale creato dall’incapsulamento
un enzima idrogeno all’interno di un involucro di virus.
Credito: Indiana University

L’enzima modificato acquista forza essendo protetto all’interno dell’involucro proteico o ” capside” di un virus del batteriofago; Questo nuovo materiale è 150 volte più efficiente della forma immodificata dell’enzima.
Il processo di creazione del materiale è stato recentemente riportato sulla rivista Nature Chemistry .

“Fondamentalmente, abbiamo preso la capacità di un virus di autoassemblare innumerevoli blocchi genetici e incorporarli in un enzima molto fragile e sensibile, con la straordinaria proprietà di prendere protoni ed espellere idrogeno gassoso”, ha detto Trevor Douglas, professore di chimica Earl Blough all’Università delle Arti e delle Scienze di Bloomington, che ha guidato lo studio.

Il risultato finale è una particella simile a un virus che si comporta come un materiale altamente sofisticato che catalizza la produzione di idrogeno”.

Altri scienziati della stessa università che hanno contribuito alla ricerca erano,

  • Megan C. Thielges, assistente professore di chimica
  • Ethan J. Edwards, Ph.D. studente
  • Paul C. Jordan, ricercatore post-dottorato presso Alios BioPharma, che era uno studente di dottorato al momento dello studio
Illustrazione che mostra il rilascio di idrogenasi-NiFe
dall’interno della busta del virus o “capside”
di un batteriofago P22.
Credito: Indiana University

l materiale genetico utilizzato per creare l’enzima, l’ idrogenasi , è prodotto da due geni del batterio comune Escherichia coli , inseriti nel capside protettivo, utilizzando metodi precedentemente sviluppati da questi scienziati.

I geni, hyaA e hyaB, due geni di E. coli che codificano le subunità chiave dell’enzima idrogenasi. Il capside proviene dal virus batterico noto come batteriofago P22.

Il biomateriale risultante, chiamato “P22-Hyd” (un nuovo biomateriale creato incapsulando un enzima che produce idrogeno all’interno di un guscio di virus) , non è solo più efficiente dell’enzima inalterato, ma può anche essere prodotto attraverso di un semplice processo di fermentazione a temperatura ambiente.
Il materiale è potenzialmente molto meno costoso da produrre e più ecologico rispetto ad altri materiali attualmente utilizzati per creare celle a combustibile.

Ad esempio, il platino è un metallo raro e costoso, ed è comunemente usato per catalizzare l’idrogeno come combustibile in prodotti come le concept car di fascia alta.

“Questo materiale è paragonabile al platino, tranne per il fatto che è veramente rinnovabile”, ha affermato Douglas.

“Non è necessario estrarlo, è possibile crearlo a temperatura ambiente utilizzando una tecnologia di fermentazione su larga scala ed è biodegradabile. È un processo molto ecologico di produzione di un materiale sostenibile di altissimo livello.”

Il P22-Hyd rompe i legami chimici dell’acqua per creare idrogeno e lavora anche al contrario per ricombinare idrogeno e ossigeno per generare energia.

“La reazione procede in entrambi i modi, quindi può essere utilizzata come catalizzatore per la produzione di idrogeno e come catalizzatore per celle a combustibile”, ha spiegato Douglas.

La forma idrogenasi è una delle tre che si verificano in natura: di-ferro (FeFe), solo ferro (solo Fe) e azoto-ferro (NiFe).

La terza forma è stata selezionata per il nuovo materiale, grazie alla sua capacità di integrarsi facilmente nei biomateriali e tollerare l’esposizione all’ossigeno.

L’idrogeno liquido come carburante per gli aerei?

L’idrogenasi-NiFe acquisisce inoltre una resistenza significativamente maggiore all’incapsulamento e alla decomposizione delle sostanze chimiche ambientali e mantiene la capacità di catalizzare a temperatura ambiente.

L’idrogenasi NiFe inalterata, d’altra parte, è altamente sensibile alla distruzione di sostanze chimiche ambientali e si decompone a temperature superiori alla temperatura ambiente, rendendo questo enzima non protetto una cattiva scelta per l’uso nella produzione e Prodotti commerciali come le automobili.

Queste sensibilità sono, “Alcuni dei motivi principali per cui questi enzimi non hanno precedentemente rispettato la loro promessa tecnologica”, ha detto Douglas.

Un’altra è la sua difficoltà a produrlo. “Nessuno ha mai raggiunto un modo per creare abbastanza di questa idrogenasi, nonostante il suo incredibile potenziale per la produzione di biocarburanti.

Ora, tuttavia, abbiamo un metodo per stabilizzare e produrre elevate quantità di materiale e aumentarne notevolmente l’efficienza. “

Lo sviluppo è molto significativo, secondo Seung-Wuk Lee , professore di bioingegneria all’Università della California-Berkeley, che non faceva parte dello studio.

“Il gruppo di Douglas ha guidato questo tipo di lavoro negli ultimi due decenni.

È un nuovo lavoro pionieristico per produrre carburanti ecologici e puliti e affrontare il problema dell’energia nel mondo reale che affrontiamo oggi, e quindi creare un impatto immediato sulla nostra vita nel prossimo futuro “, ha detto. Lee, il cui lavoro è stato citato in un rapporto del Congresso degli Stati Uniti sull’uso dei virus nella produzione.

Oltre al nuovo studio, Trevor Douglas e i suoi colleghi continuano a lavorare con P22-Hyd come ingrediente ideale per sfruttare l’energia dell’idrogeno studiando i modi per attivare una reazione catalitica con la luce solare, al contrario di altri metodi di laboratorio.

“L’incorporazione di questo materiale in un sistema di energia solare è il passo successivo”, ha aggiunto Douglas.

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