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Fotosíntesis Artificial: un nuevo enfoque con una nueva tecnología

Posted By Rocío Calderón On 28th Enero 2008 @ 09:00 In Nanotecnología y Medio Ambiente | No hay comentarios

 

     El químico italiano Giacomo Ciamician publicaba en 1912 en la revista Science una nueva idea sobre una posible alternativa energética a los combustibles fósiles. Ciamician soñaba con futuras centrales energéticas donde "bosques de tubos de vidrio cubrirían llanuras enteras", en cuyo interior la luz solar se emplearía de modo que el hombre aprovechara "el custodiado secreto de las plantas". Casi un siglo después, el sueño de Ciamician parece estar más cerca que nunca de hacerse realidad. Investigadores de todo el mundo están desarrollando métodos para obtener energía limpia de una forma sencilla, aprovechando la misma idea que explotan las células vegetales, es decir, transformar la energía solar en energía electroquímica empleando moléculas sensibles a la luz.    

    La [1] fotosíntesis consiste en una serie de procesos mediante los cuales las [2] plantas, [3] algas y algunas [4] bacterias captan y utilizan la [5] energía de la [6] luz para transformar la [7] materia inorgánica de su medio externo en [8] materia orgánica que utilizarán para su crecimiento y desarrollo.

6 CO2 + 6 H2O   LUZ      C6H12O6 + 6 O2

H2O  LUZ     ½ O2 + 2 H+ + 2 e- 

proceso-de-fotosintesis.jpg

   Los organismos capaces de llevar a cabo este proceso se denominan [9] fotótrofos y si además son capaces de fijar el CO2 atmosférico (lo que ocurre casi siempre) se llaman [10] fotoautótrofos o simplemente [11] autótrofos. Salvo en algunas bacterias, en el proceso de fotosíntesis se produce liberación de [12] oxígeno molecular (proveniente de moléculas de [13] H2O) hacia la [14] atmósfera ([15] fotosíntesis oxigénica). Es ampliamente admitido que el contenido actual de oxígeno en la atmósfera se ha generado a partir de la aparición y actividad de dichos organismos fotosintéticos. Esto ha permitido la aparición evolutiva y el desarrollo de [16] organismos aerobios capaces de mantener una alta tasa metabólica (el [17] metabolismo aerobio es muy eficaz desde el punto de vista energético).

  La otra modalidad de fotosíntesis, la [18] fotosíntesis anoxigénica, en la cual no se libera oxígeno, es llevada a cabo por un número reducido de [4] bacterias, como las [20] bacterias púrpuras del azufre y las [21] bacterias verdes del azufre; estas bacterias usan como donador de hidrógenos el H2S, con lo que liberan [22] azufre.

   La utilización por parte de las plantas, de la luz para producir energía y materia viva, mediante la [23] fotosíntesis, es la [24] base de la vida actual de la tierra.

   Aparte de este hecho, que agradecemos los seres vivos, la fotosíntesis tiene dos facetas que son de crucial importancia desde el punto de vista de producción energética y de control del CO2 en la atmósfera, y que, básicamente, consiste en utilizar la luz solar para absorber el dióxido de carbono, producir oxígeno y fabricar hidratos de carbono. Es decir, eliminan el que, según la mayoría de los científicos, es el causante del calentamiento de la atmósfera, producen el gas que respiramos y producen azúcares y materia orgánica.

La importancia de la fijación del CO2 por la fotosíntesis [25] es inmensa. Sin ella la vida conocida en la Tierra no existiría. Pero ahora, gracias [26] al trabajo de un grupo de Ingenieros de la [27] Universidad japonesa de Kyoto se ha conseguido desarrollar un nuevo  material construido a base de nanopartículas muy puras de dióxido de manganeso, mediante el cual, es posible reproducir artificialmente la fotosíntesis natural a muy bajo coste.

   Estas nanopartículas, se obtienen mediante una especial técnica de combustión. El reducido tamaño de estas partículas, de varios nanómetros, convierte al nuevo material en más reactivo y eficaz para imitar el fenómeno natural de la fotosíntesis. Teóricamente, podría reducir 300 veces más que las plantas el dióxido de carbono presente en la atmósfera.

   Las posibilidades son inmensas. Se podría reducir la emisión de CO2 en origen, (vehículos e industria), al mismo tiempo que sería más barato y rápido “plantar bosques artificiales” que los naturales, por ejemplo en terrazas y fachadas de viviendas, así como  sintetizar los azúcares y el etanol a bajo coste para sustituir a los combustibles derivados del petróleo.

   Las posibilidades son, no ya sólo interesantísimas, si no que pueden ser cruciales para nuestro futuro.

[28] http://www.cienciadigital.es/hemeroteca/reportaje.php?id=43

 

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[1] fotosíntesis: http://es.wikipedia.org/wiki/Fotos�ntesis_artificial
[2] plantas: http://es.wikipedia.org/wiki/Planta
[3] algas: http://es.wikipedia.org/wiki/Alga
[4] bacterias: http://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria
[5] energía: http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa
[6] luz: http://es.wikipedia.org/wiki/Luz
[7] materia inorgánica: http://es.wikipedia.org/wiki/Materia_inorg%C3%A1nica
[8] materia orgánica: http://es.wikipedia.org/wiki/Materia_org%C3%A1nica
[9] fotótrofos: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fot%C3%B3trofo&action=edit
[10] fotoautótrofos: http://es.wikipedia.org/wiki/Fotoaut%C3%B3trofo
[11] autótrofos: http://es.wikipedia.org/wiki/Aut%C3%B3trofos
[12] oxígeno molecular: http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno_molecular
[13] H2O: http://es.wikipedia.org/wiki/Agua
[14] atmósfera: http://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sfera
[15] fotosíntesis oxigénica: http://es.wikipedia.org/wiki/Fotos%C3%ADntesis_oxig%C3%A9nica
[16] organismos aerobios: http://es.wikipedia.org/wiki/Organismo_aerobio
[17] metabolismo: http://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo
[18] fotosíntesis anoxigénica: http://es.wikipedia.org/wiki/Fotos%C3%ADntesis_anoxig%C3%A9nica
[19] bacterias: http://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria
[20] bacterias púrpuras del azufre: http://es.wikipedia.org/wiki/Bacterias_p%C3%BArpuras_del_azufre
[21] bacterias verdes del azufre: http://es.wikipedia.org/wiki/Bacterias_verdes_del_azufre
[22] azufre: http://es.wikipedia.org/wiki/Azufre
[23] fotosíntesis: http://ecociencia.fateback.com/articulos/fotosintesis.htm
[24] base de la vida actual: http://es.wikipedia.org/wiki/Fotos%C3%ADntesis
[25] es inmensa: http://www.forest.ula.ve/~rubenhg/fotosintesis/
[26] al trabajo de un grupo de Ingenieros: http://www.tendencias21.net/Un-nuevo-material-permite-la-fotosintesis-artificial
-de-forma-economica_a1429.html?PHPSESSID=13e9b54ec10343a1107470435dc08e35
[27] Universidad japonesa de Kyoto: http://www.kyoto-u.ac.jp/index.htm
[28] http://www.cienciadigital.es/hemeroteca/reportaje.php?id=43: http://www.cienciadigital.es/hemeroteca/reportaje.php?id=43
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