De la Ciencia: Crean primera hoja artificial

Que ingeniero agrónomo no conoce la ecuación de la fotosíntesis (6 CO2 + 6 H2O –> C6H12O6 + 6 O2), por el cual las plantas son capaces de producir sus propios alimentos a través de un proceso químico llamado fotosíntesis, en el cual se transforma la energía de la luz del sol en energía química.

Se imagina un mundo ecológico que todo la energía que se requiera para el día a día, venga del sol, una energía limpia y renovable. No hablamos de los paneles solares, sino de dispositivos que imiten la función de las hojas, las cuales, mediante la fotosíntesis, aprovechan directamente la energía del sol. Tal vez esto ya no se encuentre muy lejos de volverse realidad ya que científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), liderados por el Dr. Daniel G. Nocera, han manifestado haber desarrollado una hoja artificial que puede hacer fotosíntesis.

El anuncio se dio el 27 de marzo del 2011 , en el CCXLI Encuentro Anual de la Sociedad Americana de Química. Los investigadores desarrollaron una pequeña célula fotoeléctrica, que tiene el tamaño de una carta de naipes, con la capacidad de imitar la fotosíntesis realizada por las plantas. Si bien el dispositivo no utiliza ninguna de las biomoléculas que forman parte del complejo fotosintético de las plantas, tiene la capacidad de romper la molécula de agua en sus átomos elementales: el hidrógeno y el oxígeno, los cuales pueden ser usados para generar energía mediante su combustión.

Como toda célula fotoeléctrica, el dispositivo está formado por silicio, catalizadores y circuitos eléctricos, que aceleran las reacciones químicas. En el 2008, Nocera y sus colaboradores recubrieron electrodos de bajo costo a base de óxido de indio-estaño en una combinación de fosfato y cobalto para poder romper las moléculas de agua. El año pasado, el mismo equipo desarrolló un electrodo mucho más barato que el anterior hecho a base de borato de níquel.

En el presente experimento, las hojas artificiales de Nocera tenían un electrodo hecho a base de cobalto y níquel, el cual operó en un tanque con 4 litros de agua durante 45 horas sin que su producción se vea afectada significativamente.

Hay muchas expectativas con esta tecnología ya que ha demostrado ser eficiente —a pequeña escala— y sumamente económica, ya que los elementos usados en la fabricación de los electrodos son abundantes y están disponibles en todo el mundo. Los países más beneficiados serían los más pobres ya que podrán contar con una fuente de energía barata y limpia.

Bueno, ahora quedará esperar por algunos años para ver como empieza a desarrollarse esta tecnología. El problema que siempre ocurre con las células fotovoltaicas y este tipo de estrategias para aprovechar la energía solar es que cuando son llevadas a gran escala, pierden su eficiencia casi de manera exponencial. Para superar estos inconvenientes, es necesario crear análogos a los compuestos químicos presentes en un sistema fotosintético, tal como, los pigmentos que capturan la energía solar, los transportadores de electrones que generan el potencial eléctrico, etc. Por suerte también se viene desarrollando la biología sintética y química orgánica sintética, los cuales unidos a la ingeniería química y biotecnología podrán impulsar esta tecnología.

Acerca de dvuelta

Me llamo Daniel Rafael Vuelta Lorenzo, soy Ingeniero Agrónomo, Máster en Desarrollo Agrario Sostenible, poseo la categoría docente de profesor auxiliar, me desempeño como profesor de la carrera de Agronomía de la Facultad de Ciencias Agrícolas, fui el representante de la UO ante la Comisión Provincial de Plan Turquino hasta el año 2015. Actualmente me desempeño como presidente de la Cátedra Azucarera Älvaro Reynoso. Correo electrónico: dvuelta@uo.edu.cu
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