FPU2023-Producción bio-electrocatalítica de amoniaco

La producción de amoniaco en la industria química es de gran importancia por las numerosas aplicaciones de este compuesto base para producción de fertilizantes, productos de limpieza y como reactivo en la síntesis de compuestos de alto valor. El amoniaco se sintetiza en la industria por el proceso Haber-Bosch requiriendo alta temperatura y presión, por lo cual tiene un elevado consumo energético que se calcula a nivel global como responsable de generar al año aproximadamente el 3 % del dióxido de carbono vertido a la atmósfera. El objetivo de la tesis doctoral que se ofrece es estudiar la síntesis de NH3 mediante la reducción bio-electrocatalítica de N2 como una futura alternativa al proceso de industrial, usando para ello la enzima nitrogenasa. Esta enzima es producida en la naturaleza por algunas bacterias y arqueas que fijan el nitrógeno atmosférico y lo reducen a amoniaco, molécula imprescindible para esto organismos en la síntesis de otras biomoléculas como aminoácidos o bases nitrogenadas. La nitrogenasa es una enzima oxidorreductasa formada por dos proteinas, Se estudiará la inmovilización de ambas proteínas sobre electrodos de grafito para conseguir la transferencia directa de electrones desde el electrodo que permita la reducción enzimática de nitrógeno. Así mismo, se estudiará acoplar un sistema electroenzimático de regeneración del cofactor adenosín trifosfato, necesario para la actividad catalítica de la nitrogenasa, para obtener un bioreactor de producción.