Salta el menú de navegació i ves al contingut

EROSKI CONSUMER, el diari del consumidor

Cercador

logotip de fundació

Canals d’EROSKI CONSUMER


Estàs en la següent localització: Portada > Medi ambient > Energia i ciència

Aquest text ha estat traduït per un sistema de traducció automàtica. Més informació, aquí.

Fotosíntesi artificial: el futur d’una energia neta?

El seu desenvolupament estendria l'ús de la llum solar i l'hidrogen com a sistema energètic ecològic, i reduiria a més els efectes del canvi climàtic

El secret d’una energia neta, barata i inesgotable podria trobar-se en les plantes. Científics de tot el món estan tractant de reproduir en laboratori el procés de la fotosíntesi. Si ho aconsegueixen, podria servir per generalitzar un sistema energètic ecològic basat en l’hidrogen i l’energia solar, capaç fins i tot de combatre els efectes de l’escalfament global en reduir el diòxid de carboni (CO2) de l’atmosfera.

Img placas solares01

La fotosíntesi és un procés essencial per a la vida a la Terra, ja que permet a plantes, algues i alguns bacteris utilitzar la llum solar per transformar l’aigua en oxigen i hidrogen. Aquest últim element reacciona amb el CO2 i ajuda a sintetitzar carbohidrats, que serveixen a aquests organismes per emmagatzemar energia.

Si canviem planta per, per exemple, cotxe d’hidrogen, el sistema podria servir per generar energia de forma ecològica i barata. Diversos equips de recerca internacionals treballen per fer-ho realitat, i en aquest sentit, les notícies amb avanços en el camp de la fotosíntesi artificial són cada vegada més nombroses.

Recentment, un grup de científics internacionals coordinats des de la Universitat australiana de Monash ha utilitzat manganès per extreure l’hidrogen i l’oxigen de l’aigua utilitzant energia solar i electricitat amb una potència d’1,2 volts. El sistema, que es detalla en la revista científica alemanya Angewandte Chemie, compta amb una capa de Nafion un conductor de protons per formar una membrana ultradelgada que agrupa les partícules de manganès. En passar aigua per la membrana i exposar-la a la llum s’oxida, creant protons i electrons, la qual cosa s’utilitza per extreure hidrogen.

Les notícies amb avanços en el camp de la fotosíntesi artificial són cada vegada més nombrosesEn l’Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT), el químic Daniel Nocera ha creat un catalitzador de cobalt i fòsfor que escindeix l’aigua a temperatura ambienti. Nocera assegura que el seu descobriment, publicat en la revista Science, suposarà un major desenvolupament de la tecnologia solar fotovoltaica. A més de tenir un cost molt baix, afirma, permetrà aprofitar l’excés d’energia solar durant la nit per, per exemple, recarregar en les llars cèl·lules de combustible per subministrar energia a electrodomèstics o a un cotxe elèctric.

En aquest sentit, el desenvolupament de nous materials i catalitzadors que permetin la fotosíntesi artificial centra el treball de diversos equips. Per exemple, a Alemanya, científics del Centre de Recerca Jülich han sintetitzat un complex d’òxid de metall inorgànic estable que possibilita una ràpida i efectiva oxidació de l’aigua. I en l’Institut Max Planck, un equip dirigit per Markus Antonietti ha activat amb èxit CO2 per usar-ho en una reacció química usant nitrit de carboni grafítico, un nou tipus de catalitzador lliure de metall.

En una altra via de recerca, un equip de la Universitat de Califòrnia en Berkeley, dirigit pel físic químic Graham Fleming treballa per descobrir com les plantes transfereixen l’energia a través d’una xarxa de pigment-proteïna amb gairebé un cent per cent d’eficiència. En un recent article del Biophysical Journal expliquen que, després de rastrejar el flux d’energia mitjançant una tècnica basada en el làser, han aconseguit per primera vegada connectar aquest flux a funcions de transferència energètica, la qual cosa en la seva opinió constitueix una línia de recerca molt prometedora.

Per la seva banda, els químics James Muckerman i Dmitry Polyansky, del Laboratori Nacional Brookhaven, pertanyent al Departament d’Energia d’EUA, proven un catalitzador de ruteni que permeti també aquesta conversió de l’aigua.

Solucions nanotecnológicas

Img
La nanotecnologia podria ser crucial per fer possible la fotosíntesi artificial. Així ho creu un equip d’investigadors de la Universitat Hebei Normal de Ciència i Tecnologia en Qinhuangdao, Xina, que afirma haver solucionat un pas clau que es resistia fins ara en dita objectiva. Gràcies a una estructura de nanotubos de carboni, els científics xinesos han recreat el sistema d’electrons múltiple, que en la fotosíntesi natural possibilita l’energia per a reaccions com la síntesi dels carbohidrats.

Segons els seus responsables, el sistema, publicat en la revista ChemPhysChem ha estat desenvolupat en principi per augmentar l’eficiència del procés de transformació de l’energia solar en electricitat, encara que creuen que podria ser la clau per a la fotosíntesi artificial

A la Universitat de Kyoto, un grup d’enginyers dirigit per Hideki Koyanaka ha creat un material a partir d’una tècnica que permet produir nanopartícules molt pures de diòxid de manganès. Els seus responsables afirmen que permetrà la producció de sistemes barats i eficaços per sintetitzar sucres i etanol a partir de la llum i del CO2, disminuint de pas la quantitat d’emissions d’aquest gas a l’atmosfera. De moment, els investigadors nipons planegen comercialitzar-ho en petits dispositius per reduir el CO2 de cotxes o fàbriques.

Dificultats per salvar

Img
Malgrat els constants i cada vegada més nombrosos avanços, la fotosíntesi artificial com a procés energètic generalizable i econòmic té un llarg camí que recórrer. Els sistemes desenvolupats de moment encara es troben en una fase inicial, i són vàries les dificultats que han de salvar.

Per exemple, els catalitzadors que podrien ser la base del procés energètic funcionen, però encara són poc eficients i lents. A més, algun dels passos de la fotosíntesi natural, encara que ja comencen a ser reproduïts, encara es resisteixen. En altres casos, el procés d’oxidació de l’aigua produeix substàncies agressives, un problema que les plantes resolen reparant i reemplaçant els seus catalitzadors naturals constantment.

Et pot interessar:

Infografies | Fotografies | Investigacions