Los investigadores obtuvieron energía a través de la fotosíntesis semi-artificial, un proceso mediante el cual el agua de las plantas se descompone en hidrógeno y oxígeno. El nuevo método les permitió aumentar la cantidad de energía que producían.
Los biólogos han encontrado una nueva forma de utilizar la energía solar para buenos propósitos. Al cambiar el mecanismo de la fotosíntesis en las plantas, aprendieron a dividir el agua en hidrógeno y oxígeno, mientras liberaban energía. Se publicó un artículo sobre esto en Nature Energy.
La fotosíntesis es en sí misma el proceso de "convertir" la luz solar en energía, que utilizan las plantas. El oxígeno es un subproducto de la descomposición del agua absorbida por la planta. Quizás la fotosíntesis sea la reacción más importante de toda la vida en la Tierra, ya que produce casi todo el oxígeno de la atmósfera del planeta. El hidrógeno, que también se forma durante la división del agua durante la fotosíntesis, tiene el potencial de ser una fuente de energía inagotable y ecológica.
Un equipo de investigadores dirigido por académicos del St. John's College de la Universidad de Cambridge utilizó la luz solar para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno durante un proceso de fotosíntesis artificial, que los científicos han corregido con componentes biológicos y nuevas tecnologías. Con este método, las plantas absorben más luz solar de lo habitual.
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“La fotosíntesis natural es ineficaz, ya que se desarrolló únicamente para la supervivencia de las plantas, por lo que proporciona la energía mínima requerida, solo el 1-2% de lo que potencialmente puede dar”, comentó uno de los autores del trabajo Katarzyna Sokol.
La fotosíntesis artificial existe desde hace muchas décadas, pero nunca se ha utilizado con éxito para crear energía renovable, ya que se basa en la acción de catalizadores costosos y tóxicos. Por la misma razón, nadie intentó utilizarlo a nivel industrial.
Un montaje experimental en el que se llevó a cabo el proceso de fotosítesis semi-artificiales.
El estudio de Cambridge es parte de un esfuerzo a gran escala para mejorar la fotosíntesis semi-artificial con el objetivo de pasar a la fotosíntesis completamente artificial utilizando enzimas.
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El equipo de investigación dirigido por Sokol no solo pudo aumentar la cantidad de energía producida y almacenada, sino que también activó el proceso de fotosíntesis en algas, que ha estado inactivo durante milenios.
“La hidrogenasa es una enzima que se encuentra en las algas y que puede reducir la cantidad de protones en el hidrógeno. En el transcurso de la evolución, se desactivó su producción en algas, ya que no era necesaria para la supervivencia. Pudimos superar esta limitación y lograr la reacción deseada: dividir el agua en hidrógeno y oxígeno”, explicó Sokol.
La investigadora espera que la técnica desarrollada por su grupo se aplique a sistemas innovadores de conversión de energía solar. Es el primer modelo que utiliza con éxito la hidrogenasa y los fotosistemas para un proceso de fotosíntesis semi-artificial desencadenado completamente por la luz solar.
Hace dos años, un gran avance en esta área fue la creación de un dispositivo para la fotosíntesis artificial por parte de científicos del Centro de Investigación Julich. El prototipo funcional del dispositivo era una pequeña unidad autónoma con una superficie de trabajo de solo 64 centímetros cuadrados.
Ksenia Murasheva
