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Mar. 13, 2012

Paneles solares fotosintéticos que no consumen combustible

by Luis Quevedo

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Motor, sin combustible. Un grupo de científicos israelíes publica esta semana en la revista Nature Communications un método para combinar biología y química con el que fabricar una nueva generación de tecnologías renovables que no necesita combustible.

Escojan su razón favorita: los altos precios del combustible -que, solo en el último mes se han incrementado en un 8% de media en los EEUU, según informa el New York Times-, el impacto de la contaminación y el cambio climático o las ganas de hacer negocio con las “renovables”. El caso es que la necesidad apremiante de buscar alternativas a la dependencia de combustibles fósiles es acuciante.

Itamar Willner, autor principal del estudio, nos contó cómo funciona la respuesta que él propone: combinar partes biológicas con química clásica para fabricar una célula solar que no necesita de ningún tipo de combustible. Consiguieron combinar el centro fotosintético de la bacteria termofílica* Mastigocladus laminosus con un ánodo de oro, de modo que la luz solar que normalmente permite que la bacteria haga la fotosíntesis -en el espectro visible- en esta ocasión enviara electrones a través del circuito eléctrico.n Para ello, el llamado fotoánodo, oxida moléculas de H2O convirtiéndolas en oxígeno gaseoso (O2). Lo más ingenioso del circuito propuesto por el equipo de Willmar es que, en el otro extremo del mismo, el ánodo está compuesto de nanotubos de carbono y la ezima bilurrubina oxidasa que reducen el O2 a H2O de nuevo.

El resultado es que no se ha consumido nada. El agua que pasa a oxígeno vuelve a convertirse en agua. Lo único necesario son fotones visibles.

Los resultados publicados representan el fruto de años de investigación y, al mismo tiempo, son tan solo una primera aproximación a este mecanismo. Willmar nos comenta que “ahora el sistema tiene una eficiencia del 2%” pero está en una fase completamente experimental en la que lo importante era demostrar que era posible hacerlo funcionar. Sería engañoso comparar esta cifra con los últimos récords −17,8%- en paneles solares fotovoltaicos.

“Existen diversas maneras de aumentar el rendimiento,” varias de éstas consisten en eliminar la parte “bio” de la ecuación y sustituir tanto la enzima como el centro fotosintético por equivalentes químicos -comerciales en el caso de la bilirrubina y por inventar en el otro- que, primero, alargarían la vida del sistema más allá de los dos días . Willmar también piensa en modificar el diseño que ahora consiste en simples placas de 2 centímetros cuadrados inmersas en agua y que, con la vista puesta en aplicaciones comerciales, podría beneficiarse de una mayor superficie en un volumen compacto o un sistema de multicapa que podría llegar a alimentar las necesidades de un automóvil y competir con las actuales placas fotovoltaicas.

 

*La bacteria Mastigocladus laminosus es un organismo extremófilo, es decir, que está adaptado a vivir en ambientes que resultarían mortales -extrema salinidad, calor, frío, presión, etc.- para la mayoría de seres vivos. En particular, M. laminosus está adaptada altas temperaturas en ambientes como los géiseres en el Parque de Yellowstone, Wyoming.

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About Luis Quevedo

Luis is the Spanish Language Producer for NPR-Science Friday/ Recovering scientist that moved away from the bench and towards the light of the cathode ray tube of tv. He is a filmmaker, writer, producer, tv-host, and cultural agitator.

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