La fotosíntesis ha dejado de ser algo exclusivo de las plantas. Ahora también podrías «disfrutar» de este proceso en casa con unas «hojas artificiales».
Solo necesitas luces LED y elegir el «lugar perfecto» para colocarlas.
¿Quieres crear tu propio combustible y dejar de depender de otros para encender la luz?
Tanto tiempo buscando la forma de obtener combustible y podíamos tenerlo con hojas artificiales
Un grupo de científicos surcoreanos ha demostrado que la solución a nuestra falta de abastecimiento puede solventarse con hojas artificiales en la comodidad de nuestra casa.
Para ello, ha creado una hoja artificial que produce hidrógeno.
Puedes utilizarla en casa para autoabastecerte sin necesidad de recurrir a empresas externas que «ensanchen» tus facturas.
Generalmente, el hidrógeno suele vincularse con grandes plantas industriales o enormes instalaciones de electrólisis alimentadas por energías renovables.
No obstante, la aparición de tecnologías de este tipo abre nuestra mente hacia otra realidad: una producción descentralizada a pequeña escala.
Si todos tuviéramos la capacidad de utilizar algo así podríamos vivir en edificios creadores de discretas cantidades de hidrógeno. No podríamos sustituir completamente las plantas de hidrógeno verde.
Sin embargo, sí que podría transformarse en una fuente complementaria de producción energética en el interior de los edificios. Los edificios dejarían de ser lugares en los que solo se consume electricidad para convertirse en espacios donde se produce combustible.
Este mismo concepto podría implementarse en laboratorios, hospitales o centros de datos. Además, sus números demuestran que la propuesta de las hojas artificiales podría llegar mucho más lejos de lo que pensamos.
Hidrógeno y eficiente: El resultado de unas hojas artificiales que podrían darnos mucho más de lo que pensamos
Al margen de la demostración del laboratorio de estas hojas artificiales, los investigadores han desarrollado un módulo ampliado con cuatro unidades de 85 cm2 cada una.
Conjuntamente, el prototipo consiguió generar una corriente total de alrededor de 5 miliamperios solo con la iluminación de interiores. La eficiencia faradaica reportada fue de 90.8%. Este dato revela que la mayoría de la corriente producida pasa a hidrógeno.
El rendimiento es llamativo, pero lo es aún más el concepto que los investigadores coreanos tratan de instaurar: la producción de combustible limpio en espacios interiores.
¿Cómo lo logra? Aprovechando la misma energía que ya estás consumiendo.
Cómo funcionan las hojas artificiales que hacen la fotosíntesis en casa
La investigación, publicada en la revista Applied Catalysis B: Environmental and Energy, recoge las impresiones y descubrimientos del equipo de la Escuela de Ingeniería Energética y Química de UNIST, dirigida por el profesor Ji-Hyun Jang.
Han logrado algo inédito: que una hoja artificial genere hidrógeno usando solo la iluminación interior.
Imitación, la clave
La base de su investigación es la imitación de la fotosíntesis natural, donde las plantas transforman la luz en energía química.
En el caso de la fotosíntesis artificial, se aprovecha la luz artificial de los edificios. El sistema tiene justo en el centro un fotoelectrodo creado para capturar luz de baja intensidad.
¿Qué hace? Combina puntos cuánticos de sulfuro de cadmio (CdS) con dióxido de titanio (TiO₂).
Estos recursos hacen posible la absorción de la luz y la producción de cargas eléctricas (electrones y huecos), que dan lugar a una reacción química crucial para lo que queremos, que es hidrógeno. Esa reacción química es la división del agua para generar hidrógeno.
Los materiales con sulfuros como el CdS están expuestos a la fotocorrosión, un inconveniente que el equipo solventó con una capa de pasivación de fosfato (Pi), que protege su superficie.
El resultado de este proceso es un dispositivo que, bajo una iluminación de alrededor de 2000 lux, la que suele haber en oficinas y viviendas, la hoja artificial fue capaz de producir una densidad de fotocorriente de unos 119 o 120 microamperios por centímetro cuadrado, funcionando sin necesidad de alcanzar un voltaje externo.
Después de un funcionamiento continuo que se extendió por 12 horas, el sistema conservaba el 94% de su rendimiento inicial.
Estas hojas artificiales y su proceso de fotosíntesis nos muestran una forma distinta de obtener el abastecimiento que necesitamos. Con luces LED y ganas de ser autosuficientes, podemos lograr grandes cosas. Algo parecido a lo que descubrimos con una bacteria que comía CO2 e hidrógeno y excretaba combustible.