Fotosíntesis artificial limpia el aire y genera energía limpia

Se ha ideado un modo de desencadenar el proceso de la fotosíntesis en un material sintético, y hacer que dicho proceso sirva para retirar gases de efecto invernadero del aire.

Además de limpiar el aire, el proceso produce al mismo tiempo energía aprovechable.

La nueva técnica tiene un gran potencial como base para crear infraestructuras asequibles con las que se pueda reducir de manera notable los gases de efecto invernadero vinculados con el cambio climático, y generar al mismo tiempo energía limpia.

Este trabajo, obra del equipo de Fernando Uribe-Romo, de la Universidad de Florida Central en Estados Unidos, promete ser un gran avance en la búsqueda de soluciones para la preocupante acumulación de gases de efecto invernadero en la atmósfera.

Uribe-Romo y sus colaboradores idearon un modo de desencadenar una reacción química en un material sintético del tipo conocido como armazón organometálico (MOF, por sus siglas en inglés).

Los materiales de esta clase descomponen el dióxido de carbono en materiales orgánicos inofensivos.

Podemos considerar al nuevo proceso como en una forma de fotosíntesis artificial, que en lo básico no es muy distinta de cómo las plantas, en líneas generales, convierten el dióxido de carbono (CO2) y la luz solar en alimento.

La única diferencia remarcable es que en vez de producir nutrientes para vegetales, el método de Uribe-Romo genera energía.

Es algo que científicos de todas partes del mundo han estado persiguiendo durante años.

El reto principal al que se han venido enfrentando es encontrar un modo de que la luz visible desencadene la transformación química.

Los rayos ultravioleta tienen suficiente energía para posibilitar la reacción en materiales comunes, como el dióxido de titanio, pero la radiación ultravioleta constituye solo alrededor del 4 por ciento de la luz que la Tierra recibe del Sol.

El rango visible (las longitudes de onda del violeta al rojo) representa la mayor parte de la radiación solar, pero hay pocos materiales que aprovechen la luz de estos colores para inducir la reacción química que transforme el CO2 en combustible.
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La comunidad científica lo ha intentado con varios materiales, pero los que pueden absorber luz visible tienden a ser raros y caros, como el platino, el renio y el iridio, lo cual hace prohibitivo el proceso si se les usa en él.

Uribe-Romo usó titanio, un metal no tóxico común, y añadió moléculas orgánicas que actúan como antenas que recogen la luz, para ver si esa configuración funcionaría.

Las moléculas antena que recogen luz pueden ser diseñadas para absorber colores específicos al ser incorporadas en el MOF. En este caso, lo sincronizó para el color azul.

El equipo de Uribe-Romo montó un fotorreactor LED azul para probar la hipótesis.

Midió las cantidades de dióxido de carbono que eran introducidas lentamente en el fotorreactor (un cilindro azul brillante que parece una cama de bronceado) para ver si sucedía la reacción.

Funcionó, y la reacción química transformó el CO2 en dos formas reducidas de carbono, formiato y formamidas (útiles para combustibles), limpiando el aire en el proceso.

La idea para explotar debidamente esta nueva tecnología sería instalar en los sitios adecuados estaciones que capturasen grandes cantidades de CO2, por ejemplo, al lado de una central eléctrica alimentada por combustión de carbón.

Quizá algún día no solo se aproveche esta tecnología al lado de grandes instalaciones contaminantes sino también en cualquier otra parte.

Los inquilinos de viviendas podrían adquirir y colocar en el tejado tejas hechas del material, que limpiarían el aire en el vecindario, produciendo al mismo tiempo energía que se podría utilizar para energizar esos hogares.

Fuente: Noticias de la Ciencia