Producir combustibles imitando la fotosíntesis

Hojas de árbolEn Efimarket sabemos de la sabiduría de la Naturaleza y pensamos que imitar sus modelos y mecanismos es garantía de exito y de excelencia tecnológica. Los últimos avances en materia de producción sostenible de combustibles se dieron a conocer el pasado 6 de noviembre en Providence, Rhode Island (EE.UU.), donde algunos de los más prestigiosos científicos e ingenieros a nivel internacional participaron en la “Conferencia inaugural de la Sociedad para la Ingeniería de la Biología y los combustibles”. La conferencia se centró principalmente en la presentación de proyectos financiados por el programa de combustibles de la Agencia de la Energía en Proyectos de Investigación Avanzados (ARPA-E). La mayoría de ellos se basan en  el empleo de energía solar y materias primas inocuas, abundantes y a precios asequibles, como pueden ser el CO2 y el H2O, mediante procesos catalíticos o bioquímicos.

Según Eric J. Toone, director adjunto de ARPA-E, la finalidad de los proyectos financiados ha de ser buscar nuevas tecnologías que permitan captar la energía solar de manera más eficiente y almacenarla en forma de combustibles que puedan ser utilizados en el sector del transporte fundamentalmente.

Uno de los últimos avances de su grupo ha sido la síntesis de un fotocatalizador basado en borato de cobalto que imita el procedimiento de la fotosíntesis

Uno de los ponentes invitados a la conferencia fue Daniel G. Nocera, renombrado científico del MIT (Massachusetts Institute of Technology). En su ponencia, Nocera expuso el trabajo que se desarrolla en su grupo de investigación, centrado fundamentalmente en el desarrollo de sistemas catalíticos de bajo coste para obtener H2 a partir de H2O y luz solar. Uno de los últimos avances de su grupo ha sido la síntesis de un fotocatalizador basado en borato de cobalto que imita el procedimiento de la fotosíntesis para obtener H+ y O2 y de un segundo sistema fotocatalítico basado en una aleación de molibdeno, zinc y níquel para transformar los iones H+  en H2.

Nocera, en colaboración con el investigador Steven Y. Reece, ha acoplado los dos catalizadores para desarrollar lo que ha denominado la “hoja artificial”. Esta invención pretende ser comercializada por Sun Catalytix, compañía fundada por el propio Nocera. Según el científico, este dispositivo es diez veces más eficiente que la propia fotosíntesis.

Simplemente con sumergir la celda catalítica en agua y exponerlo a la luz solar, una de las caras genera O2 mientras que la opuesta genera H2. Si el sistema se divide con una membrana selectiva, los gases generados podrían ser recogidos por separado para su posterior almacenamiento y uso en una pila de combustible cuando se desee. La meta de Nocera es que este dispositivo sea comercial en un futuro próximo y pueda aportar energía en regiones del mundo en vías de desarrollo o en zonas que cuenten con un sistema de distribución de electricidad deficitario. Según las estimaciones de su compañía, una celda catalítica del tamaño de una puerta podría aportar la suficiente electricidad como para abastecer a un hogar medio estadounidense.

Otras tecnologías presentadas en Providence se basan en el uso de microorganismos para obtener combustibles. En este contexto trabaja el grupo de Stephanopoulos, investigador del MIT, que ha descubierto un microorganismo capaz de producir acetato a partir de CO2 y H2 cuando es irradiado con luz solar. Este trabajo ha quedado reflejado en una de sus patentes. Un segundo grupo de microorganismos es capaz de convertir los acetatos producidos por el primer grupo de microorganismos a triglicéridos, materia prima fundamental junto con el metanol para fabricar biodiesel.

Según Toone, directivo de ARPA-E, hay un largo camino por recorrer hasta que muchas de estas tecnologías sean comercializadas, pero una vez que sean técnica y económicamente viables podrán solucionar gran parte de las necesidades del mercado energético actual.

Para reducir las necesidades es necesario un cambio de hábitos y una nueva conciencia que se base en la eficiencia energética y en el uso responsable de los recursos, porque podemos asegurar que podemos mantener nuestro confort con menos gasto energético.

Fuente: Madri+d

Los árboles compensan la falta de luz absorbiendo más carbono

Hoja verdeAl contrario de lo que muchos pueden creer, una baja luminosidad no impide a los árboles realizar la fotosíntesis. Según se indica en un nuevo estudio realizado en la República Checa, los árboles poseen la capacidad de adaptarse a las condiciones de luminosidad existentes y, en caso de ser éstas insuficientes, absorber más carbono para seguir realizando la fotosíntesis. El estudio, centrado en la influencia de la nubosidad sobre la fotosíntesis, se ha publicado en la revista Functional Ecology.

Por mucho que se empeñen, las nubes no pueden apagar el verde vivo de los bosques europeos, a diferencia de lo que sucede en las junglas asiáticas, habitualmente cubiertas por una densa capa nubosa. Por medio de la fotosíntesis, los vegetales absorben carbono y aprovechan la energía solar para generar oxígeno. Es un proceso que evidentemente precisa de luz solar. La energía del sol incide sobre la superficie del planeta filtrada por la atmósfera, pero dicho filtro puede variar en función de múltiples factores como por ejemplo la cantidad de nubes presente.

«La nubosidad ejerce un impacto directo en los ecosistemas, puesto que influye en la temperatura y en la cantidad de luz disponible, así que las condiciones atmosféricas son tan importantes para la realización de la fotosíntesis como la propia luz solar», explicó el Dr. Otmar Urban, del Centro de Investigación sobre el Cambio Global de Brno.

«En estudios anteriores se mostró que un incremento de la nubosidad y la difusión resultante de la luz pueden en realidad potenciar la fotosíntesis de las cubiertas arbóreas, pero el mecanismo que lo posibilita escapaba a la ciencia.»

Por extraño que pueda parecer el fenómeno, el equipo científico checo asegura que el proceso viene motivado por la distribución equilibrada de la luz entre las hojas que se encuentran a distintas alturas de la cubierta forestal.

En el trabajo referido, los investigadores evaluaron la absorción neta de un bosque de pícea situado en las Montañas de Beskydy de su país en condiciones de nubosidad nula y elevada. Analizaron la cantidad de clorofila de las hojas en varias secciones de la cubierta arbórea para medir el correspondiente nivel de fotosíntesis.

Los datos recabados indican que se produce un incremento de la absorción de carbono en todo el ecosistema cuando es mayor la difusión de la luz solar, en días nublados. Según los autores, llegaron a esta conclusión tras comparar dicha luminosidad con la equivalente en días sin nubes.

Concretamente, los autores observaron que las ramas de los árboles situadas en lo más profundo de la cubierta arbórea influían en el balance total de carbono del bosque cuando el cielo estaba gris. En cambio, en días muy soleados, la aportación de las partes medias y en sombra de la cubierta arbórea era marginal o incluso negativa. En un día soleado, las ramas de la zona superior de la cubierta arbórea absorbían más de las tres cuartas partes del carbono absorbido, por sólo un 43% en un día nublado, cuando la luz se distribuía de forma más homogénea.

«Esta investigación demuestra que la luz difusa resultante de una nubosidad densa repercute de manera determinante en la productividad de la vegetación», aseguró el Dr. Urban. «La capacidad de los bosques de no sólo adaptarse a la cantidad de luz que reciben por norma, sino también de sacar el máximo partido a esas condiciones, permite comprender el mecanismo por el que cada árbol consigue mantener una absorción tan elevada de carbono pese a estar a la sombra de árboles más altos.»

Fuente: Madrimasd