Imitan la fotosíntesis de las plantas para convertir CO2 en energía limpia, usando un reservorio de carga que «oscila» como un corazón metálico. Este nuevo material promete competir con los combustibles fósiles.
La naturaleza tardó miles de millones de años en perfeccionar la fotosíntesis, pero el equipo liderado por Yu Huang en la Academia China de Ciencias parece haber encontrado un atajo tecnológico, diseñando un material que no solo imita la apariencia de una hoja, sino su coreografía molecular más íntima.
El reservorio oscilante
El gran problema de la fotosíntesis artificial siempre ha sido la gestión de los electrones: o se mueven muy lento o se pierden en el camino. Los investigadores han solucionado esto creando un reservorio de carga bioinspirado. Utilizando moléculas de trióxido de tungsteno modificado con plata (Ag/WO3) que cambian su estado (oscilación de valencia), el material atrapa y libera energía con una precisión rítmica, similar a cómo el Fotosistema II de una planta gestiona la luz solar. En el diseño de los científicos chinos, el trióxido de tungsteno se encarga de oxidar el agua y guardar los electrones sobrantes de forma momentánea.
Este «latido» electrónico permite que el material tome CO2 y agua (H2O) para transformarlos en compuestos útiles, eliminando el exceso de carbono de la atmósfera. Es, literalmente, una hoja de metal y cristal que «come» contaminación para fabricar combustible.
Recordemos que el Fotosistema II es el motor biológico que da inicio a la fotosíntesis de las plantas y sostiene la vida en la Tierra. Ubicado en los cloroplastos, este complejo proteico captura la energía de la luz solar para romper moléculas de agua, un proceso sorprendente llamado fotólisis que libera el oxígeno que respiramos. Al hacerlo, también desprende electrones de alta energía que activan una maquinaria celular encargada de producir el combustible químico necesario para que las plantas crezcan y produzcan alimento. Ahora este proceso natural ha sido imitado parcialmente para absorber CO2 y generar energía.
El sistema presenta estabilidad tras superar tests de laboratorio donde mantuvo su integridad durante 72 horas de uso continuo y seis ciclos de reacción. La eficacia del proceso destaca también por una selectividad de carbono superior al 90%, lo que evita la generación de subproductos no deseados. Este sistema, al funcionar con agua común, facilita su escalamiento industrial en un futuro.
Aunque todavía se trata de ciencia fundamental, el potencial práctico comercial es masivo. Empresas de captura de carbono y firmas energéticas que buscan descarbonizar procesos industriales tienen la mirada puesta en esta tecnología. Si la eficiencia de la oscilación del Tungsteno se escala, estaríamos ante la primera generación de «refinerías verdes» que no dependen de la biomasa, sino de la ingeniería pura de materiales.
Con información de Nature.
