Nos empezó a invadir la fotosíntesis artificial

¿Qué pasaría si en lugar de recurrir a los combustibles fósiles, al viento o a la energía nuclear pudiéramos obtener energía usando hojas como las que usan las plantas verdes para atrapar la energía del Sol?

La fotosíntesis artificial es un gran ejemplo de cómo la biomímesis puede revolucionar las aplicaciones tecnológicas de nuestro día a día. En la actualidad, la ciencia investiga para tratar de imitar a las plantas, consideradas como los sistemas vivos más eficientes a la hora de producir energía.

Se ingenió una forma de desencadenar el proceso de la fotosíntesis en un material sintético, y hacer que dicho proceso sirva para retirar gases de efecto invernadero del aire. Además de limpiar el aire, el proceso produce al mismo tiempo energía aprovechable.

La hoja contiene silicio, níquel y cobalto e inspirada en una planta china (Anemone vitifolia) que produce energía cuando recibe la luz solar. Ese fue el original invento que presentó Daniel Nocera, reputado investigador del MIT (Massachusetts Institute of Technology). Pero el proyecto no pudo llevarse a cabo, ya que falló. Nocera no consiguió copiar a las plantas la receta secreta para desarrollar una tecnología comercialmente viable y eficiente que produzca energía almacenable a partir de rayos de sol, agua y una bocanada de dióxido de carbono.

Después de unos años, Utschig y sus colegas han combinado tres elementos que fueron: una proteína extraída de las espinacas, un fotosintetizador que absorbe la luz y un catalizador que produce una molécula de hidrógeno. Cuando el sistema se ilumina, el fotosintetizador emite dos electrones que, después de atravesar la proteína, llegan al catalizador, que es el que genera hidrógeno.

Observaron con técnicas espectroscopía óptica y de resonancia paramagnética este movimiento de los electrones de un modo que no se había observado antes. Una vez que lo analicen sabrán dónde se pierde eficiencia y podrán perfeccionar el proceso para lograr que la fotosíntesis artificial sea una realidad.

 

En el “Joint Center for Artificial Photosynthesis (JCAP)” se invirtió 122 millones de dólares y ocho equipos de investigadores dedicados en exclusiva a desarrollar la fotosíntesis artificial. Uno de esos equipos está liderado por el físico y matemático John Gregorie, cuya misión es que el conocimiento científico sobre la fotosíntesis se convierta en “innovación real”. “Capturar la luz eficientemente, llevar a cabo reacciones catalíticas para obtener hidrógeno y separar el combustible para su extracción sencilla son tres procesos desafiantes que están más que conseguidos por separado en el laboratorio”, asegura Gregorie.

La fotosíntesis artificial haría un cambio importante para las energías renovables porque ofrece “la capacidad única de generar todo el combustible líquido que necesitamos sin carbono”, reflexiona Gregorie.

Pero sustituir los combustibles fósiles por luz de sol implica mucho más que reducir la emisión de gases a la atmósfera, con el consiguiente beneficio para el clima. “La luz solar no es geopolítica y es gratis para todos”, afirma con esperanza Utschig. Gregorie coincide en este enfoque, pero a la vez advierte que hay que ponerse a trabajar de inmediato en una estrategia de desarrollo conjunta entre científicos, ingenieros y políticos. “Desarrollar una infraestructura revolucionaria para esta nueva forma de energía no es cuestión de años sino de décadas, y exigirá además una evolución en políticas energéticas”.

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