Recherche de l'Université de l'Illinois et de l'Université de Californie, Davis a fait faire un pas de plus aux chimistes pour recréer les machines les plus efficaces de la nature pour générer de l'hydrogène gazeux. Ce nouveau développement peut aider à ouvrir la voie à l'industrie du carburant à hydrogène pour jouer un rôle plus important dans la poussée mondiale vers des sources d'énergie plus respectueuses de l'environnement.

Les chercheurs rapportent leurs découvertes dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

Actuellement, l'hydrogène gazeux est produit selon un procédé industriel très complexe qui limite son attractivité au marché des carburants verts, les chercheurs ont dit. En réponse, les scientifiques se tournent vers l'hydrogène synthétisé biologiquement, qui est beaucoup plus efficace que le processus actuel fabriqué par l'homme, a déclaré Thomas Rauchfuss, professeur de chimie et co-auteur de l'étude.

Enzymes biologiques, appelées hydrogénases, sont les machines de la nature pour fabriquer et brûler de l'hydrogène gazeux. Ces enzymes existent en deux variétés, fer-fer et nickel-fer - du nom des éléments responsables de la conduite des réactions chimiques. La nouvelle étude se concentre sur la variété fer-fer car elle fait le travail plus rapidement, les chercheurs ont dit.

L'équipe est entrée dans l'étude avec une compréhension générale de la composition chimique des sites actifs au sein de l'enzyme. Ils ont émis l'hypothèse que les sites étaient assemblés en 10 parties :quatre molécules de monoxyde de carbone, deux ions cyanure, deux ions fer et deux groupes d'un acide aminé contenant du soufre appelé cystéine.

L'équipe a découvert qu'il était plutôt plus probable que le moteur de l'enzyme soit composé de deux groupes identiques contenant cinq produits chimiques :deux molécules de monoxyde de carbone, un ion cyanure, un ion fer et un groupe cystéine. Les groupes forment une unité étroitement liée, et les deux unités se combinent pour donner au moteur un total de 10 pièces.

Mais l'analyse en laboratoire de l'enzyme synthétisée en laboratoire a révélé une dernière surprise, dit Rauchfuss. "Notre recette est incomplète. Nous savons maintenant que 11 bits sont nécessaires pour rendre le moteur de site actif, pas 10, et nous sommes à la recherche de ce dernier morceau."

Les membres de l'équipe disent qu'ils ne savent pas à quel type d'applications cette nouvelle compréhension de l'enzyme fer-fer hydrogénase conduira, mais la recherche pourrait fournir un kit d'assemblage qui sera instructif pour d'autres projets de conception de catalyseurs.

"Le point à retenir de cette étude est que c'est une chose d'envisager d'utiliser la véritable enzyme pour produire de l'hydrogène gazeux, mais il est beaucoup plus puissant de comprendre sa composition suffisamment bien pour pouvoir la reproduire pour une utilisation en laboratoire, ", a déclaré Rauchfuss.

Des chercheurs de l'Oregon Health and Science University ont également contribué à cette étude.