Fotosintesis artificial

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"¿Y 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? Es lo que acaba de lograr Daniel Nocera, químico del Instituo de Tecnología de Massachusetts (MIT), que se acerca así al santo grial de la fotosíntesis artificial. Durante la CCXLI reunión de la Sociedad Americana de Química, Nocera y su equipo han presentado una célula solar avanzada del tamaño de un naipe que simula el proceso que las plantas verdes utilizan para convertir la luz solar y el agua en energía.

“Esta hoja artificial resulta especialmente prometedora como una fuente barata de energía eléctrica para los hogares en los países en desarrollo. Nuestro objetivo es hacer de cada hogar su propia central eléctrica," ha declarado Nocera.

El dispositivo no se parece a las hojas producidas por la naturaleza, que los científicos han utilizado sin embargo como modelos en sus esfuerzos para desarrollar este nuevo tipo de células solares. Su forma es la de una carta de póker, pero más delgada, y fabricada a partir de un chip de silicio, componentes electrónicos y catalizadores, sustancias que aceleran las reacciones químicas que de otro modo no ocurrirían o funcionarían con lentitud. Situado en un recipiente con 3,7 litros de agua y recibiendo luz brillante del sol, el dispositivo podría producir energía suficiente como para abastecer una casa en un país en desarrollo con electricidad durante un día, dijo Nocera. Lo hace mediante la división del agua en sus dos componentes: hidrógeno y oxígeno.

“Podrías ponerla en una botella de agua, colocarlo mirando al sol, y veríamos burbujas de hidrógeno y oxígeno emergiendo”, ha explicado Nocera en una rueda de prensa. La química del dispositivo, que utiliza silicio, níquel y cobalto, emula a la de las plantas, que usan energía de la luz solar para producir electrones y cargas positivas dentro de la hoja, y luego dividen el agua en oxígeno e hidrógeno, este último atrapado en carbohidratos. “Nos demos cuenta o no, las hojas están cargadas de electricidad”, dice Nocera.

Diez veces más eficiente que una hoja natural
La primera hoja artificial fue desarrollada hace más de una década por John Turner, en el National Renewable Energy Laboratory, en Boulder, Colorado (EE UU). Aunque altamente eficiente en la realización de la fotosíntesis, el dispositivo de Turner era poco práctico para un uso más amplio, ya que estaba compuesto de metales raros, caros y era muy inestable - con una vida útil de apenas un día.

La nueva hoja de Nocera, por el contrario, está hecha a partir de materiales de bajo costo ampliamente disponibles. Y en estudios de laboratorio, el investigador demostró que un prototipo de la hoja artificial podría funcionar de forma continua durante al menos 45 horas sin disminución de la actividad. Además, en este momento la hoja artificial es aproximadamente 10 veces más eficiente en la realización de la fotosíntesis que una hoja natural."