(Foto: Francois Walschaerts/Getty Images)
La fotosíntesis artificial algún día podría reemplazar a los paneles solares y producir energía limpia ilimitada.
Los científicos descubrieron que la ampliación de la fotosíntesis artificial, que algún día podría reemplazar a los paneles solares, puede producir energía limpia ilimitada.
Energía limpia ilimitada
La comunidad científica de todo el mundo lleva mucho tiempo buscando una solución para generar energía limpia ilimitada.
Los avances recientes sugieren que fotosíntesis artificial puede ser la clave para aprovechar los procesos de generación de energía de las plantas en beneficio de la raza humana.
Este enfoque innovador surgió de un estudio pionero, donde los científicos replicaron con éxito el proceso de fotosíntesis natural para crear metano, un combustible altamente denso en energía.
Sorprendentemente, este logro se basa sólo en tres componentes clave: agua, dióxido de carbono y luz solar.
Los detalles de este descubrimiento innovador se exponen en un nuevo artículo publicado recientemente en ACS Engineering.
Al ampliar este método, podría potencialmente reemplazar a los paneles solares como la principal fuente de energía limpia e ilimitada, un objetivo que ha eludido a los investigadores durante décadas.
El equipo visionario, encabezado por Kazunari Domen, fue un paso más allá al desarrollar un mecanismo que utiliza la luz solar para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno.
Su máxima aspiración es refinar el proceso, haciéndolo muy parecido al intrincado sistema de absorción de dióxido de carbono y almacenamiento de energía que utilizan las plantas.
Básicamente, esto crearía una forma artificial de fotosíntesis.
Ampliación de la fotosíntesis artificial
Este sistema se parece mucho a los paneles solares, pero diverge al emular la fotosíntesis para generar más energía almacenable.
En lugar de limitarse a capturar y almacenar energía solar, imita el proceso fotosintético de la planta.
Sin embargo, ampliar el sistema para satisfacer las demandas de toda la ciudad presenta desafíos descritos en el trabajo de investigación del equipo.
El desafío clave radica en prevenir las fugas de metano, ya que es crucial para el almacenamiento eficiente de energía. Cualquier fuga contribuiría a las emisiones de gases de efecto invernadero, exacerbando las preocupaciones sobre el cambio climático y el calentamiento global.
Anteriormente, Domen y sus colegas diseñaron con éxito un sistema impulsado por la luz solar que divide el agua en hidrógeno y oxígeno.
Su objetivo actual es avanzar en este proceso para replicar estrechamente la fotosíntesis, incorporando la absorción de dióxido de carbono para almacenar energía solar en forma de metano. Están comprometidos a lograrlo utilizando materiales rentables y fácilmente escalables, al tiempo que abordan los obstáculos técnicos asociados.
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Para ayudar a impulsar la reacción, los científicos desarrollaron un conjunto de células de reacción que parecían paneles solares y estaban recubiertas individualmente con un fotocatalizador de titanato de estroncio dopado con aluminio (SrTiO3).
Estas células recubiertas se llenaron de agua antes de exponerlas al sol.
Como resultado, el agua se dividió en oxígeno e hidrógeno gaseoso, que luego se separaron, y el gas hidrógeno puro se introdujo en el segundo componente del sistema.
En la segunda cámara se produjeron metano y agua durante la reacción de la segunda cámara con el gas hidrógeno y el CO2, y este último se recicló de nuevo a la primera etapa del fotorreactor.
Luego, las celdas se ensamblaron en un conjunto de 130 pies cuadrados, aproximadamente del tamaño de un dormitorio pequeño, que funcionó sin parar durante tres días en diversas condiciones climáticas.
Aunque alentador, el equipo es consciente de que es necesario trabajar más para aumentar la eficacia de los sistemas de fotosíntesis artificiales antes de que puedan utilizarse para generar cantidades sustanciales de electricidad.
Según los investigadores, este sistema de prueba de concepto podría ampliarse para producir mayores cantidades de biocombustibles sostenibles así como precursores de plásticos u otras materias primas químicas.
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