El sueño, cada vez más cerca: el método que transforma la luz solar en combustible
pxhereCientíficos de Cambridge han logrado 'dividir' el agua en hidrógeno y oxígeno alterando la maquinaria fotosintética en las plantas, el proceso que usan para convertir la luz solar en energía.
El oxígeno se produce como subproducto de la fotosíntesis cuando el agua absorbida por las plantas se 'divide'. Es una de las reacciones más importantes en el planeta porque es la fuente de casi todo el oxígeno del mundo. Y el hidrógeno, que se produce cuando se produce esta 'división' del agua, podría ser una fuente verde e ilimitada de energía renovable.
Para su investigación, publicada en Nature Energy, que podría usarse para revolucionar los sistemas utilizados para la producción de energía renovable, los expertos del St John's College utilizaron la luz solar natural para convertir el agua en hidrógeno y oxígeno utilizando una mezcla de componentes biológicos y tecnologías artificiales. Pero su método logró absorber más luz solar que la fotosíntesis natural.
Según asegura la primera autora del trabajo, Katarzyna Sokó, estudiante de doctorado en St John's College, "la fotosíntesis natural no es eficiente porque ha evolucionado simplemente para sobrevivir, por lo que hace que la cantidad mínima de energía necesaria sea de alrededor de entre el 1 y 2 por ciento de lo que podría potencialmente convertir y almacenar".
La fotosíntesis artificial ha existido durante décadas, pero aún no se ha utilizado con éxito para crear energía renovable, ya que se basa en el uso de catalizadores, que a menudo son caros y tóxicos. Esto significa que todavía no se puede usar para elevar los hallazgos a un nivel industrial.
Sin embargo, la investigación de Cambridge es parte del campo emergente de la fotosíntesis semi-artificial que tiene como objetivo superar las limitaciones de la fotosíntesis totalmente artificial mediante el uso de enzimas para crear la reacción deseada.
Reactivar un proceso milenario
Sokó y el equipo de investigadores no solo mejoraron la cantidad de energía producida y almacenada, sino que también lograron reactivar un proceso en las algas que ha estado inactivo durante milenios.
"La hidrogenasa es una enzima presente en las algas que es capaz de reducir protones en hidrógeno. Durante la evolución, este proceso se ha desactivado porque no era necesario para la supervivencia, pero logramos evitar la inactividad para lograr la reacción que queríamos dividiendo el agua en hidrógeno y oxígeno", explica la investigadora, que espera que los hallazgos permitan el desarrollo de nuevos sistemas modelo innovadores para la conversión de energía solar.
Este modelo es el primero en utilizar con éxito la hidrogenasa y el fotosistema II para crear una fotosíntesis semi-artificial impulsada puramente por energía solar, lo que supone un "hito" según el doctor Erwin Reisner, director del Laboratorio Reisner, miembro del St John's College de la Universidad de Cambridge y otro de los autores del trabajo.
"Este trabajo supera muchos desafíos difíciles asociados con la integración de componentes biológicos y orgánicos en materiales inorgánicos para el ensamblaje de dispositivos semi-artificiales y abre una caja de herramientas para desarrollar sistemas futuros para la conversión de energía solar", augura.