Imitación de la naturaleza: producción de combustible limpio a partir de la fotosíntesis artificial –

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El hidrógeno gaseoso es un combustible limpio, ya que en su combustión el único producto que se forma es el agua, sin embargo, la producción de hidrógeno gaseoso sigue siendo demasiado cara para que su comercialización sea viable. Para resolver el problema de la viabilidad de producir este combustible, científicos de todo el mundo están investigando procesos para la producción de gas hidrógeno.

Uno de los procesos más investigados en la actualidad es el fotosíntesis artificial, que, como su nombre lo dice, imita sintéticamente el proceso de fotosíntesis que tuvo lugar en las plantas.

El profesor Jackson Dirceu Megiatto Júnior, de la Unicamp (Universidad Estatal de Campinas), realizó importantes avances en este proceso al sintetizar moléculas muy similares a las clorofilas, llamadas porfirinas, que no requieren de la estructura proteica para absorber la luz sin degradarse.

El problema durante el proceso fue que aunque son estables durante el proceso de absorción de luz, las porfirinas se degradan antes que las moléculas de agua durante el proceso de fotosíntesis artificial, es decir, son más estables que la clorofila, pero no lo suficiente para completar el proceso. La solución fue usar tirosina, que es un aminoácido que se encuentra en las proteínas de las hojas, lo que permite que el agua se descomponga en gas hidrógeno y gas oxígeno. A partir de este proceso fue posible generar un rendimiento muy cercano al presentado por la fotosíntesis natural, pero Jackson dice que incluso con el éxito del proceso, seguirán existiendo desafíos para hacer que el proceso de fotosíntesis artificial sea comercialmente viable porque el proceso de preparación de porfirinas aún es costoso.

Otra investigación llevada a cabo por investigadores de la Universidad Nacional de Australia también logró crear con éxito una fotosíntesis artificial, con la idea de crear biorreactores alimentados por la luz solar para fabricar gas hidrógeno para su uso en pilas de combustible. El sistema consiste en utilizar una proteína natural presente en casi todos los organismos vivos llamada ferritina. El proceso fue posible gracias a Kastoori Hingorani, quien descubrió una forma de eliminar el hierro y reemplazarlo con manganeso, construyendo un mecanismo muy similar al que descompone las moléculas de agua en la fotosíntesis. Cuando la luz incide sobre la ferritina modificada, hay una clara transferencia de electrones como en la fotosíntesis natural. El siguiente paso será determinar la eficiencia del proceso e investigar otras formas de usar la nueva molécula para construir hojas artificiales u otros mecanismos prácticos.

Aún existen varias investigaciones como las mencionadas anteriormente que se están llevando a cabo con el fin de producir un combustible limpio y sostenible que se pueda comercializar a gran escala, promoviendo así la captura de carbono en la atmósfera y combatiendo el efecto invernadero.

Referencias:
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=moleculaeletricamente%20pulsante-fotossintese-artificial&id=010115140910
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=contribuicao-brasileirafotossintese-artificial&id=010115140626

Por Bruno Pavan Evangelista
Asesor del departamento de Comunicación y Marketing
Biotec Júnior – Gestión 2016

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