Cuando nuestras madres y abuelas nos mandaban comer espinacas para ser fuertes como Popeye, tenían razón. Aunque probablemente no tuvieran idea de lo que les vamos a contar a continuación.
Mediante el uso de un extracto de membrana de hojas de espinaca, investigadores del Instituto Technion Israel de Tecnología han desarrollado una célula foto-bio-electro-química (BPEC) que produce electricidad e hidrógeno a partir de agua usando la luz solar.
La materia prima del dispositivo es el agua, y sus productos son la corriente eléctrica, hidrógeno y oxígeno.
Los hallazgos fueron publicados en la edición de agosto de Nature Communications.
La combinación de una de membranas celulares y vegetales, que absorben la luz solar y la convierten en un flujo de electrones altamente eficiente, allana el camino para el desarrollo de nuevas tecnologías para la creación de combustibles limpios a partir de fuentes renovables: agua y energía solar.
La célula BPEC desarrollada por investigadores israelíes se basa en el proceso natural de la fotosíntesis en las plantas, en el que la luz conduce electrones que producen moléculas energéticas químicas almacenables.
Estas son en definitiva los combustibles de todas las células de los mundos animal y vegetal.
A fin de utilizar la fotosíntesis para producir corriente eléctrica, los investigadores añadieron un compuesto a base de hierro a la solución.
Este compuesto mediador de la transferencia de electrones de las membranas biológicas a un circuito eléctrico, permite la creación de una corriente eléctrica en la célula.
La corriente eléctrica también puede canalizarse para formar hidrógeno a través de la adición de energía eléctrica a partir de una pequeña célula fotovoltaica que absorbe el exceso de luz.
Esto hace posible la conversión de energía solar en energía química que se almacena como gas de hidrógeno formado dentro de la célula BPEC.
Esta energía se puede convertir cuando sea necesario en calor y electricidad quemando el hidrógeno, de la misma manera se utilizan combustibles de hidrocarburos.
Sin embargo, a diferencia de la combustión de combustibles de hidrocarburos, que emiten gases de efecto invernadero (dióxido de carbono) a la atmósfera y contaminan el medio ambiente, el producto de la combustión de hidrógeno es agua limpia.
Por lo tanto, este es un ciclo cerrado que comienza con agua y termina con agua, lo que permite la conversión y almacenamiento de energía solar en gas hidrógeno, que podría ser un sustituto limpio y sostenible para el combustible de hidrocarburos.
El estudio fue realizado por los estudiantes de doctorado Roy I. Pinhassi, Dan Kallmann y Gadiel Saper. Fue reakizado bajo la dirección del Profesor Noam Adir de la Facultad Schulich de Química, el Profesor Gadi Schuster de la Facultad de Biología y el Profesor Avner Rothschild de la Facultad de Ciencia de los materiales e Ingeniería.
“El estudio es único porque combina a los principales expertos de tres facultades distintas, a saber, tres disciplinas: biología, química y materiales de ingeniería,” dijo el profesor Rothschild.
“La combinación de elementos naturales (hojas) y artificiales (células fotovoltaicas y componentes electrónicos), y hacer que estos componentes se comunican entre sí, son retos complejos de ingeniería que nos obligaron a unir expertos en cada especialidad.”
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