Un equipo internacional de científicos ha hecho un gran avance para el futuro de los combustibles sostenibles. Lograron este importante hito copiando los métodos de algunos de los productores de energía más limpios del planeta: las plantas. Científicos de la Universidad de Cambridge y la Universidad del Ruhr de Bochum han descubierto una nueva técnica que imita el proceso natural de fotosíntesis en las plantas, que podría usarse para producir combustible de hidrógeno, una fuente de energía extremadamente limpia (cero emisiones de dióxido de carbono) y esencialmente ilimitada.
En un artículo publicado en la revista científica Nature Energy, el equipo de científicos explicó su método de prueba de principio para dividir las moléculas de agua en los átomos individuales de hidrógeno y oxígeno de los que están compuestos utilizando la luz solar. La técnica refleja la fotosíntesis, el proceso natural en el que las plantas dividen las moléculas de agua cuando convierten la luz solar en energía para alimentarse. Este logro tiene implicaciones de gran alcance-Erwin Reisner, autor principal del estudio, dijo a Newsweek que «la conversión de energía solar para producir combustibles renovables y productos químicos, es decir, la síntesis de combustible solar, es una estrategia importante para alimentar a nuestra sociedad en una era post—fósil.»
La fotosíntesis artificial no es revolucionaria en sí misma, las técnicas para lograr este efecto han existido durante décadas. Lo que hace que este reciente descubrimiento sea tan importante es su enfoque en parte artificial, en parte natural. Esta es la primera vez que un método de fotosíntesis artificial ha sido modelado específicamente para producir energía renovable.
La fotosíntesis completamente artificial es un proceso complejo que requiere el uso de materiales catalizadores problemáticos con los que es difícil trabajar y que crean desafíos significativos. Muchos de estos catalizadores son demasiado caros, tóxicos o simplemente ineficientes, por lo que, si bien pueden funcionar en un entorno de laboratorio, no son realistas para cualquier uso a gran escala o aplicaciones comerciales. En comparación, las enzimas naturales son abundantes y eficientes, lo que las convierte en la solución perfecta para la síntesis sostenible de combustible solar.
La Universidad de Cambridge y el equipo de Bochum de la Universidad del Ruhr utilizan principalmente hidrogenasa, una enzima que ha permanecido latente en las algas durante millones de años. Hidrogenasa combinada con pigmentos sintéticos para provocar que la luz solar divida el agua en hidrógeno y oxígeno sin ayuda. Como explicó Reisner, este equipo está tratando de » establecer una nueva línea de investigación combinando lo mejor del mundo natural y artificial y tomando catalizadores biológicos altamente eficientes y abundantes, como enzimas, y combinándolos con materiales sintéticos en dispositivos solares para una síntesis eficiente de combustible solar.»
La fotosíntesis natural, si bien es extremadamente efectiva, deja espacio para muchas mejoras. Las plantas solo producen la cantidad mínima de electricidad necesaria para sobrevivir, tomando el camino de menor resistencia. De hecho, solo producen alrededor del 1 o 2 por ciento de la energía que son potencialmente capaces de convertir y almacenar. Con esto en mente, el equipo de Cambridge-Ruht buscó procesos de mayor rendimiento energético que las plantas han eliminado a lo largo de miles de millones de años de evolución. Esto es lo que llevó a los científicos a perseguir la enzima hidrogenasa latente durante mucho tiempo. Su prototipo semi-artificial, el primero y ciertamente no el último de su tipo, ya es capaz de utilizar mucho más del espectro solar.
Esta investigación innovadora es solo el comienzo de un proceso mucho más largo hacia la comercialización. El nuevo proceso es solo un prototipo que abre la puerta a una nueva era de investigación de combustible de hidrógeno y fotosíntesis que conducirá a avances aún más masivos para el combustible limpio y sostenible.
Esta línea de investigación es solo una de las muchas vías exploradas por los muchos científicos de todo el mundo que se dedican a encontrar soluciones para el inminente fin de los combustibles fósiles y la necesidad apremiante de energías más limpias. Hace apenas un mes, un equipo de científicos chinos hizo un avance igualmente emocionante en la producción de energía solar al descubrir una forma de aumentar la escala de síntesis de combustible solar líquido. Al mismo tiempo, Attis Industries se ha asociado con el Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk para desarrollar una conversión eficiente de dióxido de carbono y agua en combustibles hidrocarbonados diseñados para ser compatibles con la infraestructura actual, y la Universidad de Ámsterdam ha descubierto que los combustibles solares podrían ser competitivos con los combustibles fósiles tradicionales para la década de 2030.
Por Haley Zaremba para Oilprice.com
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