Fotosíntesis artificial

Fotosíntesis artificial

Un profesor de química acaba de encontrar una forma de activar el proceso de fotosíntesis en un material sintético, convirtiendo los gases de efecto invernadero en aire limpio y produciendo energía al mismo tiempo.

El proceso tiene un gran potencial para crear una tecnología que podría reducir significativamente los gases de efecto invernadero vinculados al cambio climático, al tiempo que crea una manera limpia de producir energía.

“Este trabajo es un gran avance”, dijo el profesor adjunto de la Universidad Central de Florida (UCF), Fernando Uribe-Romo. “Adaptar materiales que absorban un color específico de luz es muy difícil desde el punto de vista científico, pero desde el punto de vista social estamos contribuyendo al desarrollo de una tecnología que puede ayudar a reducir los gases de efecto invernadero”.

 

En el siguiente vídeo, Uribe-Romo explica el experimento: 
 

Uribe-Romo y su equipo de estudiantes crearon una manera de desencadenar una reacción química en un material sintético llamado estructura metal-orgánicas (MOF) que descompone el dióxido de carbono en materiales orgánicos inofensivos. Imagínalo como un proceso artificial de la fotosíntesis similar a la manera que las plantas convierten el dióxido de carbono (CO2) y la luz del sol en alimento. Pero en lugar de producir alimentos, el método de Uribe-Romo produce combustible solar.

Es algo que los científicos de todo el mundo han estado persiguiendo durante años, pero el reto es encontrar una forma de que la luz visible desencadene la transformación química. Los rayos ultravioletas tienen suficiente energía para permitir la reacción en materiales comunes como el dióxido de titanio, pero los UVs constituyen sólo el 4% de la luz que la Tierra recibe del sol. La gama visible – las longitudes de onda violeta a rojo – representan la mayoría de los rayos del sol, pero hay pocos materiales que recogen estos colores claros para crear la reacción química que transforma CO2 en combustible.

 

 

Los investigadores lo han probado con una gran variedad de materiales, pero los que pueden absorber la luz visible tienden a ser materiales raros y caros como platino e iridio que hacen que el proceso sea prohibitivo.

Uribe-Romo usó titanio, un metal no tóxico común, y agregó moléculas orgánicas que actúan como antenas de recolección de luz para ver si esa configuración funcionaría. Las moléculas ligeras de la antena recolectora se pueden diseñar para absorber colores específicos de la luz cuando se incorporan a la estructura (MOF). En este caso lo sincronizó con el color azul.

Su equipo montó un fotorreactor LED azul para probar la hipótesis. Las cantidades medidas de dióxido de carbono fueron alimentadas lentamente en el fotorreactor – un cilindro azul brillante que parece una cama de bronceado – para ver si la reacción ocurriría. La luz azul brillante provenía de tiras de luces LED dentro de la cámara del cilindro e imitaba la longitud de onda azul del sol.

 

 

Funcionó y la reacción química transformó el CO2 en dos formas reducidas de carbono, formiato y formamidas (dos tipos de combustible solar) y durante el proceso logró limpiar el aire.

“El objetivo es seguir ajustando el enfoque para que podamos crear mayores cantidades de carbono reducido para que sea más eficiente”, dijo Uribe-Romo.

Quiere ver si las otras longitudes de onda de la luz visible también pueden desencadenar la reacción con ajustes en el material sintético. Si funciona, el proceso podría ser una manera significativa de ayudar a reducir los gases de efecto invernadero.

“La idea sería establecer estaciones que capturen grandes cantidades de CO2, como al lado de una central eléctrica. El gas sería aspirado por la estación, pasaría por el proceso y reciclaría los gases de efecto invernadero mientras se producía energía que sería devuelta a la central eléctrica”.

Quizás algún día podamos incorporar tejas en nuestras casas hechas de este nuevo material, que limpiarían el aire en el vecindario mientras se produce energía que podría ser utilizada en los hogares.

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