Fotocatálisis artificial avanzada: Resolución de un desafío crucial en el uso de la energía solar para la producción de combustibles, inspirándose en la fotosíntesis natural.
Avance significativo en biología ingenieril y energía limpia
La Universidad de Liverpool ha anunciado un importante avance en el campo de la biología ingenieril y las energías limpias. Un equipo de investigadores ha desarrollado un innovador nanorreactor híbrido impulsado por luz, que combina la eficiencia de los procesos naturales con la precisión de la ingeniería sintética para producir hidrógeno, una fuente de energía limpia y sostenible.
El estudio, publicado en la revista ACS Catalysis, presenta un enfoque pionero en fotocatálisis artificial, resolviendo un desafío crucial: el uso de la energía solar para la producción de combustibles. Aunque los sistemas fotosintéticos naturales han evolucionado para aprovechar al máximo la luz solar, los sistemas artificiales han tenido dificultades para alcanzar un rendimiento comparable.
Un diseño híbrido revolucionario
El nanorreactor híbrido es el resultado de una innovadora integración de materiales biológicos y sintéticos. Este combina las cáscaras de α-carboxisomas recombinantes—microcompartimentos naturales de bacterias—con un semiconductor orgánico microporoso. Estas cáscaras protegen las enzimas hidrogenasas, que son altamente efectivas en la producción de hidrógeno pero vulnerables a la desactivación por oxígeno. Al encapsular estas enzimas, se asegura su actividad sostenida y eficiencia.
El Profesor Luning Liu, Catedrático de Bioenergética Microbiana e Ingeniería Bioingenieril en la Universidad de Liverpool, colaboró con el Profesor Andy Cooper, del Departamento de Química y Director de la Fábrica de Innovación de Materiales de la universidad. Juntos, sus equipos sintetizaron un semiconductor orgánico microporoso que actúa como una antena recolectora de luz, absorbiendo luz visible y transfiriendo los excitones resultantes al biocatalizador para impulsar la producción de hidrógeno.
Hidrógeno sostenible con luz como única fuente de energía
El Profesor Liu explicó: «Al imitar las estructuras y funciones intrincadas de la fotosíntesis natural, hemos creado un nanorreactor híbrido que combina la amplia absorción de luz y la eficiencia en la generación de excitones de los materiales sintéticos con el poder catalítico de las enzimas biológicas. Esta sinergia permite producir hidrógeno utilizando exclusivamente la luz como fuente de energía».
Este trabajo tiene implicaciones significativas, ya que podría eliminar la dependencia de metales preciosos costosos, como el platino. Así, se ofrece una alternativa económica a los fotocatalizadores sintéticos tradicionales, logrando una eficiencia comparable. Este avance no solo abre el camino para la producción sostenible de hidrógeno, sino que también tiene potencial para aplicaciones biotecnológicas más amplias.
Contribuyendo a un futuro carbono-neutral
El Profesor Andy Cooper añadió: «Ha sido fantástico colaborar entre facultades de la universidad para lograr estos resultados. Los hallazgos del estudio abren puertas a la fabricación de nanorreactores biomiméticos con aplicaciones de amplio alcance en la energía limpia y la ingeniería enzimática, contribuyendo a un futuro libre de carbono«.
Este avance refuerza el potencial del hidrógeno como una solución clave en la transición hacia energías renovables, alineándose con los objetivos globales de sostenibilidad y reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.
esteban gomez dice
el material del nanorreactoe es acero inox o cual? no se especifica
Milton Giraldo dice
Excelente artículo y descubrimiento
Ángel Garro dice
No comenta nada sobre la comparacion con otros metodos de producion de hidrógeno.O bien el precio al que resulta una unidad de medida(kg por ejemplo),ya que se acusa al hidrogeno verde de ser muy caro todavía.
¿La luz es solar,artificial o ambas?