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Proyectos de investigación

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Desarrollo de miméticos de dihidrogenasas modulables por metales de transición para la producción de hidrógeno en ausencia de agentes reductores moleculares

XVIII Concurso Nacional para la Adjudicación de Ayudas a la Investigación en Ciencias de la Vida y de la Materia

Energía renovable: materiales y procesos

Investigador Principal: Miguel A. Sierra Rodríguez

Sinopsis

Las hidrogenasas son enzimas presentes en numerosos microorganismos anaeróbicos y son capaces de producir hidrógeno a partir de agua. La hipótesis inicial de este proyecto es que es posible construir un dispositivo simple, incorporando metales a moléculas biofuncionales (fundamentalmente segmentos de ADN o ARN) para mimetizar la acción de las hidrogenasas. El metal debe ser capaz de modular la actividad del dispositivo. La unión del fragmento que mimetiza la enzima (segmento productor de hidrógeno) a una superficie electroactiva (segmento que suministra la energía, transfiriendo electrones al segmento productor de hidrógeno) completa el dispositivo. La superficie será recargable usando una célula solar y, por tanto, el dispostivo será capaz de generar hidrógeno usando unicamente luz solar y agua.

Durante 2020 hemos completado con éxito el desarrollo de nuevas metodologías para obtener sistemas conteniendo diversos núcleos de miméticos de hidrogenasas, incluyendo reacciones de metátesis, formación de compuestos fosforados susceptibles de coordinar metales, polisilanos, etc. Estas metodologías se desarrollan con el objetivo de preparar nanopartículas y anclar los miméticos a superficies. Colaborando con el grupo de la Prof. Adelina Vallribera (UAB) hemos finalizado la síntesis y caracterización química y electroquímica de las primeras nanoparticulas de Ni, Pt y Pd conteniendo multiples centros [FeFe]. Estas nanopartículas cumplen con uno de los principales requisitos para la producción de hidrógeno: el voltaje de reducción de la nanoparticula tiene un desplazamiento anódico de aproximadamente ½ voltio respecto al ligando libre, manteniendo sus propiedades electrocatalíticas frente a ácidos débiles y fuertes. Por último, continuamos el desarrollo de superficies (esencialmente sílice) dopadas con sistemas miméticos de hidrogenasa.

 

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