Manipulando una enzima producen nanométricas células fotovoltaicas
Las plantas pueden manipularse para que produzcan nanométricas células fotovoltaicas que transformen la energía lumínica en electricidad. Primer paso para entrar en la era del hidrógeno y salir de la era del petróleo.
Las plantas son una potencial fuente de electricidad. Foto:Iftach Yacoby, Universidad de Tel Aviv.
Los rayos del sol pueden utilizarse para electrificar las plantas y conseguir energía renovable, según una investigación de la Universidad de Tel Aviv cuyos resultados se publican en la revista Energy & Environmental Science.
De esta forma, sería posible transformar cualquier planta en una fuente de electricidad, si bien pasarán más de 10 años antes de que este descubrimiento pueda implantarse en la sociedad y revolucionar la economía global, según los científicos.
Dirigida por Iftach Yacoby, jefe del Laboratorio de Estudios de Energía Renovable en la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Tel Aviv, la investigación puede conseguir la producción de hidrógeno como combustible y de amoniaco limpio para reemplazar a los contaminantes en la industria agrícola.
Aprovechando la fotosíntesis
La investigación se basa en el hecho de que las plantas tienen excelentes capacidades para la generación de electricidad, ya que contienen paneles solares idénticos a los tecnológicos: saben cómo absorber la radiación solar y liberar electrones, que son la base de la electricidad.
Los investigadores se centraron las células de las plantas y descubrieron que se pueden usar como receptáculo para cualquier cosa de tamaño nanométrico (la millonésima parte de un milímetro).
Aunque la planta obtiene espontáneamente hidrógeno mediante la fotosíntesis, al separar el oxígeno del agua (que se evapora), lo que han hecho estos investigadores es la producción de hidrógeno en plantas, pero de forma deliberada.
Enzima crítica
Para ello se han valido de una molécula orgánica (enzima) que acelera la reacción química para producir hidrógeno: al colocarla en una cavidad de la célula de una planta, comenzó a producir hidrógeno, el combustible más limpio que existe.
Los investigadores midieron la tasa de producción de hidrógeno en estas células y concluyeron que producía buena electricidad: la planta comenzó a producir células fotovoltaicas que transformaban la energía lumínica en electricidad.
Eso significa que cualquier planta o alga se puede manipular para convertirla en una toma de corriente que conecte enzimas con diferentes cometidos, como fuente de energía o de amoniaco limpio, esencial para el cultivo de plantas y productos agrícolas, que hoy se obtiene de forma tóxica y con alto consumo de energía.
Una década
Sin embargo, la productividad de las plantas como fuente energética deberá multiplicarse todavía entre 5 y 10 veces para que alcance un nivel suficiente y justifique una experiencia piloto, advierten los investigadores.
De momento, el principal logro de este desarrollo es proponer un sistema que puede cambiar la ecuación energética global: en la actualidad el 96% del hidrógeno se obtiene a partir de los hidrocarburos fósiles que están causando el cambio climático.
Obtenerlo de manera limpia aprovechando el potencial de fotosíntesis de las plantas allanaría el camino para poner fin a la era del petróleo y dar paso a la era del hidrógeno, y terminar así con el principal problema ambiental del planeta.
Intentos previos
De todas formas, el de los investigadores israelíes no es el primer intento de obtener energía de las plantas: en 2013, científicos de la Universidad de Georgia (EEUU) desarrollaron una tecnología que hace posible el uso de plantas para generar electricidad para pequeños dispositivos electrónicos.
Más recientemente, investigadores peruanos desarrollaron también un dispositivo que, gracias al proceso de fotosíntesis de la planta, genera electricidad suficiente para una lámpara LED de 300 lumens, equivalente a la de una bombilla de 50 watts.
El desarrollo israelí tiene un potencial mucho mayor que los anteriores, si consigue multiplicar la productividad energética de las plantas mediante enzimas.
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ReferenciaRewiring photosynthesis: a photosystem I-hydrogenase chimera that makes H2 in vivo. Andrey Kanygin et al. Energy & Environmental Science 2020. DOI:https://doi.org/10.1039/C9EE03859K
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