Anonim

La última hoja biónica es ahora 10 veces más eficiente que la fotosíntesis natural.

Ambiente

Michael Irving

6 de junio de 2016

3 imágenes

Investigadores de Harvard han desarrollado una versión más eficiente de la hoja biónica, que puede convertir la luz solar y el agua en electricidad y combustibles líquidos.

En los últimos años, se han logrado grandes avances en la creación de hojas artificiales que imitan la capacidad de sus contrapartes naturales para producir energía del agua y la luz solar. En 2011, se crearon las primeras hojas artificiales estables y rentables, y en 2013 se mejoraron los dispositivos para que se curasen por sí mismos y funcionaran con agua impura. Ahora, los científicos de Harvard han desarrollado la "hoja biónica 2.0", que aumenta la eficiencia del sistema mucho más allá de las capacidades propias de la naturaleza, y la utilizaron para producir combustibles líquidos por primera vez.

El proyecto es el trabajo de Daniel Nocera de la Universidad de Harvard, quien dirigió los equipos de investigación en las versiones anteriores de la hoja artificial, y Pamela Silver, profesora de bioquímica y biología de sistemas en la Escuela de Medicina de Harvard.

Al igual que las versiones anteriores, la hoja biónica 2.0 se coloca en el agua y, al absorber la energía solar, es capaz de dividir las moléculas de agua en sus gases componentes, hidrógeno y oxígeno. Se pueden recolectar y usar en celdas de combustible para generar electricidad, pero ahora, con la ayuda de una bacteria diseñada, el hidrógeno se puede usar para producir combustibles líquidos.

Donde este último dispositivo supera la eficiencia de las pruebas anteriores, y la propia naturaleza, depende del catalizador que produce el hidrógeno. En versiones anteriores, el catalizador de aleación de níquel-molibdeno-zinc utilizado para producir el hidrógeno también creaba especies reactivas de oxígeno, que atacarían y destruirían el ADN de las bacterias. Como resultado, los investigadores se vieron obligados a ejecutar el sistema a un voltaje más alto para superar el problema, lo que llevó a una reducción en la eficiencia general.

"Para este artículo, diseñamos un nuevo catalizador de aleación de cobalto-fósforo, que mostramos que no produce especies reactivas de oxígeno", dice Nocera. "Eso nos permitió bajar el voltaje y eso llevó a un aumento dramático en la eficiencia".

Con este nuevo catalizador, el sistema es capaz de convertir la luz solar en biomasa con una eficiencia del 10 por ciento, lo que es 10 veces más que las plantas más eficientes. Pero esa no es la única aplicación potencial para la tecnología.

"La belleza de la biología es que es el químico más grande del mundo: la biología puede hacer una química que no podemos hacer fácilmente", dice Silver. "En principio, tenemos una plataforma que puede hacer que cualquier molécula basada en carbono corriente abajo. Así que esto tiene el potencial de ser increíblemente versátil".

Los investigadores ya han demostrado cómo se puede usar el sistema para crear compuestos como el isobutanol, el isopentanol y el PHB, un precursor del bio-plástico. Además, los catalizadores son biológicamente compatibles ya que se "curan automáticamente", por lo que no descargan material en una solución.

Si bien es probable que haya más espacio para mayores aumentos en la eficiencia, el equipo dice que actualmente funciona lo suficientemente bien como para considerar aplicaciones comerciales. Como comentó en años anteriores, los planes de Nocera para la tecnología incluyen su uso en países en desarrollo como una fuente económica de energía renovable, que podría alimentar hogares individuales.

Los resultados del equipo aparecen en el último número de la revista Science, y Nocera analiza el proyecto en el video a continuación.

Fuente: Harvard

Pamela Silver, Elliott T. y Onie H. Adams, profesora de bioquímica y biología de sistemas en la Escuela de Medicina de Harvard, es una de las creadoras de la hoja biónica 2.0.

Daniel Nocera, profesor de energía de Patterson Rockwood en la Universidad de Harvard, es co-creador de la hoja biónica 2.0.

Investigadores de Harvard han desarrollado una versión más eficiente de la hoja biónica, que puede convertir la luz solar y el agua en electricidad y combustibles líquidos.

Recomendado La Elección Del Editor