La fotosíntesis natural no siempre es muy eficaz. Cuando los científicos lo imitan, intentan hacer que los procesos sean mucho más eficientes. Crédito:Colourbox
Con la energía del sol una enzima especial puede convertir CO 2 moléculas en ácido fórmico. Esto puede eliminar CO 2 y bríndanos algo más útil.
La fotosíntesis de las plantas es una de las muchas maravillas de la naturaleza. Usando la energía de la luz del sol, dióxido de carbono (CO 2 ) y el agua se convierten en azúcar y otros carbohidratos, así como oxígeno.
Esto se realiza mediante una serie de procesos químicos. Al imitar partes o la totalidad de la fotosíntesis, que podamos emitir menos CO 2 o capturar algo de lo que está flotando en el aire?
Por todo el mundo, los científicos se inspiran en la fotosíntesis. Uno de ellos es el químico Kaiqi Xu de la Universidad de Oslo.
"Queremos utilizar la fotosíntesis artificial porque la fotosíntesis natural no siempre es muy eficaz, "Dice Xu.
No dice esto para socavar el propio laboratorio químico de la naturaleza, pero no hay duda de que hay margen de mejora. Por ejemplo, las plantas utilizan solo el 1-2 por ciento de la luz solar. Una celda solar de silicio utiliza entre un 15 y un 24 por ciento.
"La fotosíntesis natural puede producir azúcares a partir de CO2 y agua. Queremos producir algo más útil, "Xu le dice a Titan.uio.no.
Su doctorado es un pequeño paso en el camino hacia lo que puede ser una oportunidad para controlar los niveles de CO2.
Enzima de virus o bacterias.
Xu ha investigado una enzima que puede convertir CO 2 en ácido fórmico, una sustancia utilizada en varias formas de industria.
Las enzimas son un tipo de proteína que actúa como catalizador en procesos biológicos, ambos en tu cuerpo, en plantas y en cualquier otro lugar. Estos se han especializado en provocar reacciones muy específicas.
Hay innumerables enzimas diferentes. Xu llama a su enzima una formiato deshidrogenasa tolerante al oxígeno, y pertenece a un grupo llamado enzimas FDH.
"La enzima que usamos es producida por bacterias o virus, pero también creo que algunos científicos usan enzimas FDH directamente de las plantas, "Dice Xu.
En las circunstancias adecuadas, La enzima FDH de Xu puede captar el CO 2 molécula y convertirla en ácido fórmico. Pero para ello necesita energía.
Lo mismo sucede en una celda solar.
Obtiene la energía de un nanotubo hecho de nitruro de tantalio, Ejército de reserva 3 norte 5 , donde cada molécula consta de tres átomos del elemento tantalio y cinco átomos de nitrógeno.
"El nitruro de tantalio es un semiconductor con propiedades únicas. Puede absorber la luz solar y convertirla en energía que podemos utilizar directamente. "Xu explica.
Cuando la luz del sol golpea el nitruro de tantalio, se emite una cantidad de energía exactamente adecuada. Es lo mismo que sucede en una celda solar. Un electrón salta pero donde una célula solar quiere lanza el electrón a un circuito, Xu quiere que impulse las reacciones químicas en la enzima FDH.
"La enzima puede capturar electrones generados a partir del nitruro de tantalio y luego llevar a cabo la reacción, "Dice Xu.
No es una coincidencia que utilice nitruro de tantalio en su investigación.
"El nitruro de tantalio cumple con muchos de los requisitos para realizar la fotosíntesis, "Dice Xu.
En parte porque tiene una banda prohibida de 2,1 electronvoltios. Band gap es la energía necesaria para sacar un electrón de su estado fundamental. Esta energía de 2,1 electronvoltios puede impulsar el proceso fotosintético general, incluida la energía que necesita la enzima para realizar su trabajo.
"Entonces esta enzima puede convertir CO 2 al ácido fórmico, una composición mucho más valiosa, "Dice Xu.
Además, podemos deshacernos de algo de CO 2 , por supuesto, lo cual no es una desventaja en términos de cambio climático.
Puede capturar CO 2
Xu fabrica tubos muy pequeños con nitruro de tantalio. Tan pequeños que están a nivel nano. Nano significa mil millonésima.
"Hacemos nanotubos de nitruro de tantalio porque los tubos tienen una superficie muy grande y, por lo tanto, pueden absorber más luz solar".
Quizás la tecnología en el futuro pueda contribuir al CO 2 capturar.
"Si podemos convertirlo en una capa fina, podemos ponerlo en techos y paredes que luego ayudarán a capturar CO 2 , "Dice Xu.
"Mucho que no sabemos"
Pero se necesita mucha investigación antes de llegar allí. La enzima FDH de Xu todavía tiene muchos secretos.
"Ahora sabemos un poco sobre esta enzima, pero todavía hay muchas cosas que no sabemos " él dice.
"Si podemos obtener una mejor comprensión de la enzima y si podemos imitarla, podemos hacer esto a mayor escala. Entonces definitivamente puede ayudar a controlar el CO 2 nivel."
"Si podemos hacerlo aún más eficiente, puede superar la función de las plantas verdes, "Dice Xu.
