Gli scienziati hanno decifrato un passaggio chiave nella ricetta naturale per scindere l'acqua, che alimenta tutta la vita vegetale sulla Terra e può essere sfruttata per fare una fornitura illimitata di carburante rinnovabile a basso costo.

L'Australian National University (ANU) e il Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion (MPI-CEC) in Germania hanno condotto lo studio, che per la prima volta identifica un importante processo fotosintetico che consente alle piante di scindere l'acqua.

Il ricercatore capo Dr. Nick Cox ha detto che se gli umani potessero dividere l'acqua usando materiali economici come ha fatto la natura, la società avrebbe una scorta infinita di idrogeno a basso costo per i trasporti, senza emissioni di carbonio che contribuiscono al cambiamento climatico causato dall'uomo.

"Una quantità sufficiente di luce solare colpisce la Terra in una sola ora per alimentare tutte le attività umane per oltre un anno, " ha affermato il dottor Cox della ANU Research School of Chemistry.

"Le piante usano questa energia raccolta per scindere l'acqua e produrre carboidrati complessi che forniscono cibo per la crescita e la prosperità della pianta. Questo processo arricchisce anche la nostra atmosfera di ossigeno per gli animali, compresi gli umani, respirare.

"Copiare questo processo dalla natura porterebbe a nuove e migliorate tecnologie di stoccaggio dell'energia rinnovabile".

La ricercatrice MPI-CEC, la dott.ssa Maria Chrysina, ha affermato che lo studio ha rivelato come un enzima chiave coinvolto avesse bisogno di "respirare" per consentire l'accesso all'acqua.

"A metà del suo ciclo di reazione l'enzima sviluppa la capacità di allungarsi come una fisarmonica, che consente l'assorbimento ordinato dell'acqua per iniziare il processo di scissione, " disse la dottoressa Chyrsina.

Il co-ricercatore dell'ANU, il dott. Eiri Heyno, ha affermato che la scissione dell'acqua in natura potrebbe essere ostacolata senza il passaggio critico identificato dal team.

"Senza l'attenta, legame sequenziale dell'acqua, potenzialmente possono essere rilasciate molecole di ossigeno più reattive che potrebbero svelare l'intero processo di scissione dell'acqua, " Ha detto il dottor Heyno.

Lo studio, che ha coinvolto anche ricercatori svedesi, è pubblicato in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti d'America.

Il team di ricerca ha utilizzato una tecnica chiamata spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica (EPR), che ha creato immagini 3D del sito reattivo coinvolto nel processo di fotosintesi.

Il Dr. Cox sta guidando la creazione di una nuova struttura EPR all'avanguardia presso l'ANU, con il sostegno dell'Australian Research Council (ARC), Università del Nuovo Galles del Sud, Università del Queensland, Università di Sydney e Università di Wollongong.

"Questa nuova struttura funzionerà con campi magnetici molto più elevati di quanto sia possibile oggi, consentendo misurazioni più dettagliate per scopi medici, biologico, ricerca chimica e sui materiali, così come le applicazioni industriali, " Egli ha detto.