p Cientistas da Universidade Kyushu e da Universidade Kumamoto no Japão desenvolveram um novo catalisador capaz de auxiliar três reações-chave para o uso de hidrogênio na energia e na indústria. Inspirado por três tipos de enzimas na natureza, esta pesquisa pode ajudar a elucidar relações desconhecidas entre catalisadores, pavimentando o caminho para o uso eficiente de gás hidrogênio como uma fonte de energia de próxima geração no futuro. p Produzindo apenas água quando usada em uma célula de combustível para gerar eletricidade, o hidrogênio é uma grande promessa como fonte de energia limpa para atender aos desafios ambientais enfrentados em todo o mundo. Uma chave para estabelecer o hidrogênio como uma fonte de energia de próxima geração é o desenvolvimento de catalisadores - produtos químicos que auxiliam e aceleram as reações sem serem consumidos no processo - que ajudam a usá-lo com eficiência.

p Os catalisadores desempenham um papel não apenas na divisão das moléculas de hidrogênio para gerar eletricidade nas células a combustível, mas também na união dos átomos de hidrogênio para formar o combustível. O hidrogênio também tem muitas aplicações na indústria química, frequentemente sendo anexado a moléculas através do processo de hidrogenação para modificar suas propriedades.

p A natureza já desenvolveu seu próprio conjunto de catalisadores biológicos, conhecido como enzimas, capaz dessas mesmas reações fundamentais. Contudo, cada uma dessas três reações requer um tipo diferente de enzima, e essas enzimas hidrogenase podem ser agrupadas pelos metais que contêm:um átomo de níquel e ferro, dois átomos de ferro, ou um único átomo de ferro.

p Inspirando-se na natureza, equipes de pesquisa lideradas por Seiji Ogo da Universidade de Kyushu e Shinya Hayami da Universidade de Kumamoto agora relatam no jornal Avanços da Ciência que um único catalisador pode desempenhar todas as três funções.

p "Olhando de perto as principais estruturas dos três tipos de enzimas hidrogenase na natureza, fomos capazes de projetar uma molécula que poderia imitar todas essas estruturas, dependendo de onde o hidrogênio se liga a ela, "disse Ogo, professor do Departamento de Química e Bioquímica da Universidade de Kyushu.

p O catalisador que os cientistas desenvolveram contém níquel e ferro como os principais metais. Dependendo das condições de reação, átomos de hidrogênio se conectarão à molécula de uma maneira ligeiramente diferente, levando a uma torção da molécula que a coloca na configuração mais adequada para um dos três tipos de reações.

p Enquanto as enzimas na natureza dependem de diferentes conjuntos de metais para realizar essas reações, o catalisador recém-desenvolvido aproveita a torção molecular sendo suficiente para alternar entre estruturas semelhantes às dos três tipos de enzimas, obtendo assim funções semelhantes sem alterar os metais.

p "De certa forma, criamos uma molécula com um volante, "explica Ogo." Girando o volante e torcendo partes da molécula, podemos transformá-lo em três tipos diferentes de catalisadores - um para células de combustível, um para a produção de hidrogênio, e outro para hidrogenação. "

p Ogo acrescenta, "Isso nos permitiu desvendar três funções que antes estavam interligadas."

p Embora a molécula possa não ser adequada para aplicações práticas no momento, aponta para a possibilidade de desenvolver um único catalisador com múltiplos usos. Mais importante, a melhor compreensão dos processos catalíticos proporcionados por esta molécula pode dar uma visão crucial das enzimas naturais e do desenvolvimento de futuros catalisadores para a realização de uma sociedade movida a hidrogênio.