Científicos de Cambridge (Inglaterra) han desarrollado un dispositivo de fotosíntesis semi artificial que es capaz de dividir el agua en hidrógeno y oxígeno, a partir de la maquinaria fotosintética natural de las plantas, mediante la cual convierten la luz del Sol, el CO2 y el agua, en carbono, oxígeno y energía.
El oxígeno se produce como subproducto de la fotosíntesis, cuando el agua absorbida por las plantas se ‘divide’. Es una de las reacciones más importantes en el planeta porque es la fuente de casi todo el oxígeno del mundo. Y el hidrógeno, que se produce también cuando tiene lugar esta ‘división’ del agua, podría ser una fuente verde e ilimitada de energía renovable.
Para su investigación, publicada en Nature Energy, los científicos utilizaron la luz solar natural para convertir el agua en hidrógeno y oxígeno, usando una mezcla de componentes biológicos y tecnologías artificiales, pero su método logró absorber más luz solar que la fotosíntesis natural.
Según asegura la primera autora del trabajo, Katarzyna Sokó: “la fotosíntesis natural no es eficiente porque ha evolucionado simplemente para sobrevivir, por lo que hace que la cantidad mínima de energía necesaria sea de alrededor de entre el 1 y 2 por ciento de lo que podría potencialmente convertir y almacenar. Es decir, si aprendiéramos a extraer todo el potencial de esta vieja amiga, podríamos almacenar grandes cantidades de energía renovable”.
Por su parte, la fotosíntesis artificial ha existido durante décadas, pero aún no se ha utilizado con éxito para crear energía renovable, ya que se basa en el uso de catalizadores que a menudo son caros y tóxicos.
Sin embargo, la investigación de Cambridge es parte del campo emergente de la fotosíntesis semi artificial que tiene como objetivo superar las limitaciones de la fotosíntesis totalmente artificial mediante el uso de enzimas para crear la reacción deseada.
Sokó y el equipo de investigadores no solo mejoraron la cantidad de energía producida y almacenada, sino que también lograron reactivar un proceso en las algas que ha estado inactivo durante milenios. “La hidrogenasa es una enzima presente en las algas que es capaz de reducir protones en hidrógeno. Durante la evolución, este proceso se ha desactivado porque no era necesario para la supervivencia, pero logramos evitar la inactividad para lograr la reacción que queríamos dividiendo el agua en hidrógeno y oxígeno”, explica la investigadora.
Este modelo, es el primero en utilizar con éxito la hidrogenasa y el fotosistema II para crear una fotosíntesis semi artificial impulsada puramente por energía solar, lo que supone un “hito”, según el doctor Erwin Reisner, director del Laboratorio Reisner, miembro del St John’s College de la Universidad de Cambridge y otro de los autores del trabajo. Así pues, los resultados de esto podrían emplearse a gran escala en «granjas» de energía similares a las plantas solares y producir combustible limpio a partir de la luz solar y el agua.
“Este trabajo supera muchos desafíos difíciles asociados con la integración de componentes biológicos y orgánicos en materiales inorgánicos para el ensamblaje de dispositivos semi-artificiales y abre una caja de herramientas para desarrollar sistemas futuros para la conversión de energía solar”, concluye.
