Systèmes de développement d'hydrogène (H2) construits dans des cristaux de lysozyme poreux réticulés en immobilisant des nanoparticules de Pt en tant que catalyseurs de développement de H2 à proximité immédiate d'un photosensibilisateur organique, rose du Bengale. Crédit :H. TABE/Université de la ville d'Osaka
Des chercheurs de l'Université de la ville d'Osaka au Japon ont mis au point un moyen d'utiliser les blancs d'œufs comme substrat pour produire un carburant sans carbone. Ils ont publié leurs résultats le 2 février dans Catalyse appliquée B .
« L'hydrogène est un carburant et un moyen de stockage d'énergie prometteur car l'hydrogène n'émet aucun gaz à effet de serre lorsqu'il est utilisé. les réactions de génération d'hydrogène nécessitent généralement des combustibles fossiles et émettent du dioxyde de carbone, " dit Hiroyasu Tabe, associé de recherche à la Graduate School of Engineering de l'Université de la ville d'Osaka au Japon. Selon Tabé, il serait extrêmement efficace d'utiliser un photocatalyseur pour accélérer la réaction de génération d'hydrogène à partir d'une source renouvelable, comme l'énergie solaire. Appelé évolution d'hydrogène, le gaz doit être stocké et empêché de se recombiner en molécules plus courantes qui ne sont pas utiles pour produire un carburant propre.
"L'accumulation précise de molécules agissant comme composants catalytiques est importante pour construire un système photocatalytique, " a déclaré Tabe. " Lorsque les composants moléculaires sont répartis de manière aléatoire dans la solution ou les composés informes, les réactions catalytiques ne peuvent pas se dérouler. » Une manière prometteuse d'accumuler ces molécules catalytiques est la production de protéines pures par des bactéries cultivées, mais ils nécessitent un équipement de laboratoire spécial. Oeufs de poule, cependant, sont des récipients bien connus de produits chimiques à base de protéines.
La structure d'un cristal de lysozyme poreux réticulé immobilisant des nanoparticules de Pt et du rose bengale. Crédit :H. TABE/Université de la ville d'Osaka
Les blancs d'œufs de poule, qui sont bon marché, et se composent de cristaux de lysozyme poreux. "Les cristaux de lysozyme ont une nanostructure très ordonnée, et nous pouvons manipuler les composants moléculaires lorsqu'ils s'accumulent dans les cristaux, " Tabé dit, notant que la structure cristalline peut être facilement analysée avec la technologie des rayons X.
Cette analyse est particulièrement importante, selon Tabé, parce que les composants moléculaires dans les cristaux doivent être manipulés précisément par ce qu'on appelle l'immobilisation coopérative. Ceci est réalisé par l'application de rose bengale, qui est couramment utilisé comme colorant dans les collyres pour identifier les dommages. Dans ce cas, il est entré dans les canaux de solvant dans les cristaux de lysozyme et a accéléré la réaction de dégagement d'hydrogène, puisque les molécules fonctionnelles et les nanoparticules peuvent s'accumuler dans les espaces internes des cristaux. "Ces résultats suggèrent que les cristaux de protéines poreuses sont des plateformes prometteuses pour accumuler périodiquement et rationnellement des composants catalytiques en utilisant des interactions moléculaires, " dit Tabé.