Protonenmotor

Protonenmotor is een term die in de wetenschappelijke literatuur kan verwijzen naar systemen of mechanismen die energie die gepaard gaat met protonen (H+-ionen) omzetten in beweging of elektriciteit. De centrale notie is de protonmotiefkracht (PMF), de elektrochemische gradiënt van protonen over een membraan die fungeert als energiedrager en arbeid kan leveren in rotatie of transport.

Biologie: In levende cellen drijft de protonmotiefkracht rotatie van moleculaire motoren aan, zoals in de ATP-synthase. Protonen die langs hun gradiënt door een membraan bewegen, leveren mechanische arbeid die wordt omgezet in ATP, de spil van cellulaire energievoorziening.

Technologie en nanowetenschap: In energietoepassingen spelen protongeleiding en protonenstromen een rol bij protonengebaseerde systemen zoals brandstofcellen met een protonenbufferende elektrolytoplossing. Protonentransport faciliteert de omzetting van chemische naar elektrische energie in PEM-brandstofcellen. Op nanoschaal en in synthetische systemen wordt onderzocht hoe protonatie- en deprotonatiecycli beweging kunnen sturen in moleculaire motoren, met als doel protongedreven of protongekoppelde motorische werking.

Samengevat beschrijft protonenmotor een breed concept waarbij protonentransport of protonmotivatie energie omzet in mechanische arbeid of elektriciteit, zowel in natuurlijke systemen als in engineered of synthetische toepassingen. Het begrip wordt vooral toegepast in biologie, elektrochemische energieomzetting en nanotechnologie.