Una proteina trovata nelle membrane di antichi microrganismi che vivono nelle distese di sale del deserto potrebbe offrire un nuovo modo di utilizzare la luce solare per generare idrogeno combustibile rispettoso dell'ambiente. I ricercatori dei gruppi Nanobio Interfaces e Nanophotonics presso l'Argonne National Laboratory hanno combinato la batteriorodopsina (bR) della pompa protonica a raccolta di luce su un Pt/TiO 2 nanocatalizzatore per la generazione di idrogeno guidata dalla luce visibile. La matrice del nanocatalizzatore di platino è composta da nanoparticelle di bR e Pt(0) da 4 nm fotodepositate sulla superficie di TiO da 25 nm 2 nanoparticelle. Gli studi fotoelettrochimici e di assorbimento transitorio indicano un trasferimento di carica efficiente tra molecole proteiche bR e nanoparticelle di titania.
Gli scienziati sono a conoscenza del potenziale del TiO 2 nanoparticelle per reazioni a base di luce dall'inizio degli anni '70, quando i ricercatori giapponesi scoprirono che un TiO 2 l'elettrodo esposto alla luce ultravioletta potrebbe dividere le molecole d'acqua in un fenomeno che divenne noto come effetto Honda-Fujishima. Da allora, gli scienziati hanno compiuto sforzi continui per estendere la reattività alla luce del TiO 2 fotocatalizzatori nella parte visibile dello spettro.
La batteriorodopsina, responsabile dell'insolito colore viola di un certo numero di saline in California e Nevada, utilizza la luce solare come fonte di energia che le consente di agire come una pompa protonica. Le pompe protoniche sono proteine che tipicamente si trovano a cavallo di una membrana cellulare e trasferiscono i protoni dall'interno della cellula allo spazio extracellulare. In questo studio, i protoni forniti dal bR sono combinati con elettroni liberi in piccoli siti di platino intercalati nel TiO 2 matrice. Questo fotocatalizzatore ibrido bio-assistito supera molti altri sistemi simili nella generazione di idrogeno e potrebbe essere un buon candidato per la fabbricazione di dispositivi di energia verde che consumano fonti virtualmente infinite:acqua salata e luce solare.
