Combustibles a partir de fotosíntesis artificial

Combustibles a partir de fotosíntesis artificial

transformar rayos de sol en combustibles permitiría al mundo prescindir del petróleo, el carbón mineral y el gas natural como principales fuentes de energía. 

Cada hora la Tierra recibe radiación solar equivalente a toda la energía que la humanidad consume en un año. Según algunos investigadores, el secreto para aprovechar al máximo esta fuente renovable de energía es reinventar el proceso mediante el cual se alimentan plantas, algas y cianobacterias, esto es, crear una hoja artificial.
Producidos con este método y a escalas industriales, estos alcoholes serían suficientemente baratos para dar energía a nuestros hogares, medios de transporte y fábricas.

Con la energía de la luz solar, estos organismos separan el hidrógeno del oxígeno presentes en el agua y capturan el dióxido de carbono del aire para ensamblar carbohidratos nutritivos que son el alimento del organismo. Esto significa que la mayoría de las especies obtienen su energía y constituyentes moleculares directa o indirecta-mente a partir de este mecanismo biológico. Por lo tanto, nuestros vehículos y fábricas funcionan nada menos que con la energía del Sol. Héctor Calderón Benavides, investigador de la Escuela Superior de Física y Matemáticas del Instituto Politécnico Nacional captar fácilmente la radiación solar poder transformar durante su vida útil mucha más energía que la que requiera su instalación.

Calderón, doctor en ciencias e ingeniería de materiales por la Universidad Northwestern, Estados Unidos, considera indispensable conocer en detalle los materiales que se emplearán en la hoja artificial. Visualizar sus estructuras atómicas antes y después de que se degraden por las emisiones ultravioleta del Sol ayudaría a comprender mejor el rompimiento de las moléculas de agua a partir del cual se obtiene el hidrógeno puro que formará en parte el etanol y metanol.

Los científicos del Centro de California, estiman que una hoja artificial idónea necesitaría convertir al menos una décima parte de la radiación que recolecte; es decir, tendría que ser 10 veces más eficiente que las mismas plantas para ser sustentable y duradera

Quemar combustibles solares no incrementaría los niveles actuales de CO2 en aire. En cambio, el metanol y el etanol se pueden almacenar en tanques para distribuirse y activarse cuando y donde se necesite. El hidrógeno molecular también figura como un combustible solar capaz de competir con los energéticos tradicionales. Este gas se puede obtener de las hojas artificiales cuando éstas fragmentan moléculas del agua.

Cuando se combina con oxígeno, el H2 libera grandes cantidades de energía por gramo. Estimaciones del Centro de Información de Combustibles Alternativos del Departamento de Energía de Estados Unidos, indican que la cantidad es unas tres veces mayor de la que se obtiene de la gasolina.

Naya, puesto a prueba en 2015 por científicos del Centro de Investigación y Estudios Avanzados
Se aprovecha la luz solar para separar el oxígeno y el hidrógeno del agua.
Sería relativamente más sencillo energizar con metanol la maquinaria ya existente. De hecho, el metanol ya es un asistente energético en países como China, donde se le mezcla con gasolina sin plomo a concentraciones de 15%. En cuanto a su desempeño los automotores, el metanol es más eficiente que la gasolina convencional pues su fórmula contiene oxígeno, necesario en la ignición. De emplearse como combustible para autos, el metanol reduciría las emisiones de gases tóxicos y agentes químicos que deterioran la capa de ozono. Pero aún no es posible usar metanol como combustible a gran escala porque tradicional-mente esta sustancia se obtiene a partir de procesos costosos y contaminantes.

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