La búsqueda para encontrar nuevas formas de aprovechar la energía solar ha dado un paso adelante después de que los investigadores dividieron con éxito el agua en hidrógeno y oxígeno al alterar la maquinaria fotosintética en las plantas.

La fotosíntesis es el proceso que utilizan las plantas para convertir la luz solar en 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 del planeta porque es la fuente de casi todo el oxígeno del mundo. El hidrógeno que se produce cuando se divide el agua podría ser una fuente verde e ilimitada de energía renovable.

Un nuevo estudio dirigido por académicos en St John's College, Universidad de Cambridge, utilizó la fotosíntesis semi-artificial para explorar nuevas formas de producir y almacenar energía solar. Utilizaron la luz solar natural para convertir el agua en hidrógeno y oxígeno utilizando una mezcla de componentes biológicos y tecnologías artificiales.

La investigación ahora podría usarse para revolucionar los sistemas utilizados para la producción de energía renovable. Un nuevo papel publicado en Energía de la naturaleza , describe cómo los académicos del Laboratorio Reisner en Cambridge desarrollaron su plataforma para lograr la división del agua impulsada por energía solar sin ayuda.

Su método también logró absorber más luz solar que la fotosíntesis natural.

Katarzyna Sokó ?, primer autor y Ph.D. estudiante en St John's College, dijo:"La fotosíntesis natural no es eficiente porque ha evolucionado simplemente para sobrevivir, por lo que produce la cantidad mínima de energía necesaria, alrededor del 1-2 por ciento de lo que podría convertir y almacenar".

La fotosíntesis artificial ha existido durante décadas, pero aún no se ha utilizado con éxito para crear energía renovable porque se basa en el uso de catalizadores. que a menudo son costosos y tóxicos. Esto significa que todavía no se puede utilizar para ampliar los resultados a un nivel industrial.

La investigación de Cambridge es parte del campo emergente de la fotosíntesis semi-artificial que tiene como objetivo superar las limitaciones de la fotosíntesis completamente artificial mediante el uso de enzimas para crear la reacción deseada.

Sokó? y el equipo de investigadores no solo mejoró la cantidad de energía producida y almacenada, lograron reactivar un proceso en las algas que ha estado inactivo durante milenios.

Ella explicó:"La hidrogenasa es una enzima presente en las algas que es capaz de reducir los protones en hidrógeno. Durante la evolución, este proceso se desactivó 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 ".

Sokó? espera que los hallazgos permitan desarrollar nuevos modelos de sistemas innovadores para la conversión de energía solar.

Añadió:"Es emocionante que podamos elegir de forma selectiva los procesos que queremos, y lograr la reacción que queremos que es de naturaleza inaccesible. Esta podría ser una gran plataforma para desarrollar tecnologías solares. El enfoque podría usarse para acoplar otras reacciones para ver qué se puede hacer, aprender de estas reacciones y luego construir sintéticas, piezas más robustas de tecnología de energía solar ".

Este modelo es el primero en utilizar con éxito la hidrogenasa y el fotosistema II para crear fotosíntesis semi-artificial impulsada puramente por energía solar.

Dr. Erwin Reisner, Jefe del Laboratorio Reisner, miembro del St John's College, Universidad de Cambridge, y uno de los autores del artículo describió la investigación como un "hito".

Explicó:"" 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 ".