Es un paso más en el intento de imitar la fotosíntesis: un equipo ha diseñado una molécula capaz de almacenar simultáneamente dos cargas positivas y dos negativas cuando recibe luz
Buenos Aires-(nomyc)-Este logro es un paso más en el intento de imitar la maquinaria química de las plantas, luego de que el equipo diseñó una molécula capaz de almacenar de manera simultánea dos cargas positivas y dos negativas cuando recibe luz, lo que permitiría encontrar la clave para “convertir la luz solar en combustibles neutros en carbono”.
Las plantas, aprovechan la energía del sol para transformar el CO₂ en azúcares ricos en energía, un proceso conocido como fotosíntesis, lo que es la base metabólica de casi todas las formas de vida, ya que animales y personas pueden descomponer esos carbohidratos para obtener la energía almacenada en sus enlaces y, como resultado, volver a emitir Dióxido de Carbono, por lo que cierra el ciclo.
Muchos científicos, consideran que este proceso natural es la mejor inspiración para lograr combustibles solares sostenibles, como hidrógeno, metanol o gasolina sintética, ya que si se queman estos compuestos, solo se emitirá el dióxido de carbono ya absorbido, por lo que se logra un balance neutro.
Una molécula con “panel solar” para imitar la fotosíntesis: en un artículo publicado en Nature Chemistry, el profesor Oliver Wenger y el doctorando Mathis Brändlin describen la síntesis de una molécula diseñada específicamente para almacenar cuatro cargas simultáneas bajo la exposición a la luz: dos positivas y dos negativas. Conseguir este equilibrio es crucial para transformar la energía solar en energía química, ya que permite impulsar diferentes reacciones, como la separación del agua en hidrógeno y oxígeno.
La molécula en cuestión, está formada por cinco segmentos alineados en cadena, cada uno con una función singular, de lo que dos, actúan como donadores de electrones, con lo que generan cargas positivas y los otros dos, captan estos electrones y se vuelven negativos, mientras que el el centro los químicos situaron una especie de “panel solar” a nivel molecular: una pieza que capta la luz y da inicio al viaje de electrones, disparando la reacción.
Para acumular las cuatro cargas, los investigadores optaron por un sistema en dos pasos, al utilizar dos destellos de luz ya que el primer pulso genera una carga positiva y una negativa, enviadas a los extremos opuestos de la molécula, mientras que en el segundo destello, el proceso se repite hasta completar las dos cargas positivas y las dos negativas.
Según Brändlin, “esta excitación escalonada permite utilizar una luz mucho más tenue. Así, ya nos acercamos a la intensidad de la luz solar”, aunque hasta ahora, experimentos similares exigían el uso de láseres de alta potencia, muy alejados de lo que sucede en condiciones reales.
Además, el equipo comprobó que las cargas conseguidas se mantienen estables el tiempo suficiente como para permitir reacciones químicas subsecuentes, aunque a pesar de este avance, la molécula aún no es la clave definitiva para recrear la fotosíntesis en el laboratorio.
“Pero hemos identificado e implementado una pieza importante del rompecabezas”, resume Wenger.
El trabajo permite arrojar luz sobre los mecanismos internos de la transferencia de electrones, una parte central del reto de la fotosíntesis artificial, por lo que el investigador se ilusiona con que “esperamos contribuir así a nuevas perspectivas para un futuro energético sostenible”.
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