Inventan una revolucionaria 'máquina de la fotosíntesis' que logra energía y aire limpio

El proceso tiene un gran potencial para crear una tecnología que podría reducir significativamente los gases de efecto invernadero vinculados al cambio climático, al tiempo que crea una manera limpia de producir energía. Los resultados de la investigación se publican en el 'Journal of Materials Chemistry A'.

"Este trabajo es un gran avance", dijo el profesor adjunto de Universidad del Centro de Florida, Fernando Uribe-Romo. "Adaptar materiales que absorban un color específico de luz es muy difícil desde el punto de vista científico, pero desde el punto de vista social estamos contribuyendo al desarrollo de una tecnología que puede ayudar a reducir los gases de efecto invernadero", declaró en un comunicado.

Uribe-Romo y su equipo de estudiantes crearon una manera de desencadenar una reacción química en un material sintético llamado estructura metal-orgánica (MOF) que descompone el dióxido de carbono en materiales orgánicos inofensivos. Es como un proceso artificial de la fotosíntesis similar a la manera que las plantas convierten el dióxido de carbono (CO2) y la luz del sol en alimento. Pero en lugar de producir alimentos, el método de Uribe-Romo produce combustible solar.

Es algo que los científicos de todo el mundo han estado persiguiendo durante años, pero el reto es encontrar una forma de que la luz visible desencadene la transformación química. Los rayos ultravioletas tienen suficiente energía para permitir la reacción en materiales comunes como el dióxido de titanio, pero los UVs constituyen sólo el 4% de la luz que la Tierra recibe del Sol. La gama visible --las longitudes de onda violeta a roja-- representan la mayoría de los rayos solares, pero hay pocos materiales que capturan estos colores claros para crear la reacción química que transforma el CO2 en combustible.

Los investigadores lo han probado con una variedad de materiales, pero los que pueden absorber la luz visible tienden a ser materiales raros y caros como el platino, renio e iridio que hacen que el proceso sea prohibitivo.

Uribe-Romo usó titanio, un metal común no tóxico, y agregó moléculas orgánicas que actúan como antenas de recolección de luz para ver si esa configuración funcionaría. Las moléculas ligeras de la antena recolectora, llamadas N-alquil-2-aminotereftalatos, se pueden diseñar para absorber colores específicos de la luz cuando se incorporan en el MOF. En este caso lo sincronizó con el color azul.

Su equipo montó un fotorreactor LED azul para probar la hipótesis. Las cantidades medidas de dióxido de carbono fueron alimentadas lentamente en el fotorreactor -un cilindro azul brillante que se parece a una cama de bronceado- para ver si la reacción ocurriría. La luz azul brillante provenía de tiras de luces LED dentro de la cámara del cilindro e imitaba la longitud de onda azul del sol.

Funcionó y la reacción química transformó el CO2 en dos formas reducidas de carbono, formiato y formamidas (dos tipos de combustible solar) y en el proceso se produjo la limpieza del aire.