Hojas artificiales: inventan un dispositivo solar que convierte el CO2 en combustible limpio mediante procesos …
Una serie de investigaciones recientes sobre la conversión del dióxido de carbono (CO₂) han puesto el foco en un tipo de hoja artificial capaz de producir combustible limpio mediante procesos fotoquímicos.
Esta tecnología se nutre de la luz solar y de componentes orgánicos, ofreciendo un escenario innovador para transformar recursos y elaborar insumos químicos con menor impacto ambiental.
El desarrollo de Cambridge: formiato como vector energético
El avance más reciente proviene de la Universidad de Cambridge, donde un equipo liderado por el profesor Erwin Reisner creó una hoja artificial que reproduce la fotosíntesis natural y genera formiato, un combustible limpio derivado de la combinación entre dióxido de carbono, luz y agua.
El estudio, publicado en la revista Cell, describe un sistema biohíbrido formado por semiconductores orgánicos y enzimas bacterianas. Estas estructuras permiten que el dispositivo funcione de manera autónoma y mantenga un rendimiento estable sin necesidad de aditivos químicos.
Entre los logros más destacados:
- Estabilidad operativa superior a 24 horas consecutivas, gracias a una enzima auxiliar alojada en una matriz de titanio porosa.
- Uso de soluciones simples de bicarbonato como medio de reacción.
- Producción de formiato con alta eficiencia, posteriormente integrado en síntesis de productos farmacéuticos sin residuos adicionales.
Es la primera vez que semiconductores orgánicos cumplen la función de captación de luz en un sistema biohíbrido de estas características.
Implicancias para la industria química
La producción de formiato ofrece un modelo operativo distinto para la fabricación de insumos químicos. Este combustible limpio puede emplearse como base energética sin emisiones, ideal para cadenas de síntesis que requieren compuestos puros.
La selectividad de las enzimas bacterianas evita reacciones competitivas y asegura mayor calidad en los productos obtenidos.
Los investigadores remarcan que la industria química concentra alrededor del 6 % de las emisiones globales y depende en gran medida de insumos derivados del petróleo. En este contexto, un sistema autónomo que convierta CO₂ en combustible utilizable puede reducir la presión sobre los recursos fósiles y simplificar procesos que hoy requieren catalizadores inorgánicos de corta vida útil o materiales tóxicos.
Innovaciones técnicas y ventajas ambientales
Entre las novedades más relevantes:
- Semiconductores orgánicos como absorbentes de luz, ajustables en propiedades y menos contaminantes.
- Ausencia de subproductos, lo que facilita la adaptación del dispositivo a futuras variantes capaces de elaborar distintos compuestos químicos.
- Mayor potencial de escalabilidad hacia refinerías químicas basadas en recursos renovables.
La línea de investigación en Berkeley
Otra investigación, difundida por MIT Technology Review, describe un dispositivo solar desarrollado en la Universidad de California, Berkeley, bajo la dirección de Peidong Yang.
Este sistema transforma CO₂ y agua en hidrocarburos como etileno y etano mediante estructuras de cobre en forma de “flores” metálicas. Utiliza nanocables de silicio para captar la luz y opera con glicerol en lugar de agua, lo que incrementa la eficiencia y genera subproductos como glicerato, lactato o acetato, con aplicaciones en sectores cosméticos y farmacéuticos.
Desafíos y perspectivas
A pesar de los avances, especialistas advierten que el rendimiento actual no es suficiente para una implantación a gran escala. La durabilidad de los catalizadores y la estabilidad del proceso requieren optimización antes de su incorporación en infraestructuras productivas.
Los equipos responsables sostienen que la captura de CO₂ procedente del aire o de plantas energéticas podría permitir la generación de combustible limpio con balance neutro de carbono, posicionando la fotosíntesis artificial como herramienta clave para una industria menos dependiente de materias primas fósiles.
Los investigadores prevén que, con técnicas de diseño más precisas y nuevos enfoques para estabilizar enzimas y semiconductores orgánicos, será posible ampliar la vida útil de estos dispositivos y adaptarlos para generar distintos compuestos según las necesidades sectoriales.
La fotosíntesis artificial se perfila como una de las tecnologías más prometedoras para la transición energética y química global. Los avances en hojas artificiales y dispositivos solares demuestran que es posible convertir CO₂ en combustibles limpios y útiles, reduciendo emisiones y abriendo el camino hacia refinerías químicas renovables.
