Nueva investigación halla nuevas soluciones para obtener energía limpia

Energía Renovable / Mundiario
Energía Renovable / Mundiario

Los esfuerzos de los investigadores para diseñar sistemas fotosintéticos artificiales podrían ser una pieza valiosa del rompecabezas de la energía renovable.

Nueva investigación halla nuevas soluciones para obtener energía limpia

Los investigadores describen el uso de moléculas en forma de anillo conocidas como porfirinas. Estas moléculas, que se encuentran entre los pigmentos más abundantes en la naturaleza, se destacan por su capacidad para acelerar o catalizar reacciones químicas, incluidas reacciones importantes que ocurren en los sistemas vivos.

Satisfacer las crecientes necesidades energéticas de la sociedad se ha convertido en un desafío abrumador para la humanidad. Se espera que la demanda de energía se duplique para el año 2050, mientras que los efectos del cambio climático, causado por la quema de combustibles fósiles, ya están causando estragos en forma de sequías, incendios forestales, inundaciones y otros desastres.

Gary Moore, investigador del Biodesign Center for Applied Structural Discovery, cree que la química jugará un papel vital en el desarrollo de soluciones limpias para el creciente dilema energético del mundo.


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En una nueva investigación que aparece en la portada de la revista ChemElectroChem, Moore y sus colegas describen el uso de moléculas en forma de anillo conocidas como porfirinas. Estas moléculas, que se encuentran entre los pigmentos más abundantes en la naturaleza, se destacan por su capacidad para acelerar o catalizar reacciones químicas, incluidas reacciones importantes que ocurren en los sistemas vivos.

Entre dichas reacciones, se encuentra la conversión de energía radiante del sol en energía química almacenada en enlaces moleculares, un proceso explotado por plantas y microbios fotosintéticos. Esta energía química se puede utilizar para alimentar el metabolismo del organismo a través del proceso de respiración celular.

Investigadores como Moore esperan tomar una página del libro de jugadas de la naturaleza, creando análogos sintéticos a los procesos naturales de fotosíntesis. El nuevo estudio describe una porfirina sintética que contiene el compuesto químico Nonacarbonilo de dihierro, y explora su potencial como catalizador eficaz.

"En lugar de explotar los productos de la fotosíntesis natural, nuestro conocimiento de la fotosíntesis nos puede inspirar para ser pioneros en nuevos materiales y tecnologías con propiedades y capacidades que rivalizan con las de sus homólogos biológicos", dice Moore.

Las porfirinas y sus análogos estructuralmente relacionados se encuentran en abundancia en todo el mundo biológico. Actúan para unir una variedad de iones metálicos para realizar tareas celulares remotas. Las moléculas de clorofila, por ejemplo, se unen al magnesio, una etapa química crucial en la fotosíntesis de las plantas, mientras que el hemo, una porfirina que contiene hierro, ayuda a organizar el transporte molecular de oxígeno y dióxido de carbono y proporciona las cadenas de transporte de electrones necesarias para la respiración celular. Debido a su papel dominante en los procesos de la vida, las anomalías de las porfirinas son responsables de una variedad de enfermedades graves.

Las porfirinas también se pueden usar como catalizadores en dispositivos sintéticos conocidos como celdas electroquímicas, que convierten la energía química en energía eléctrica, o viceversa. Aunque la energía radiante del sol puede almacenarse dentro de tipos convencionales de baterías, tales aplicaciones están limitadas por sus bajas densidades de energía en comparación con los combustibles utilizados para el transporte moderno.

Los esfuerzos de Moore para diseñar sistemas fotosintéticos artificiales podrían proporcionar una pieza valiosa del rompecabezas de la energía renovable, produciendo combustibles "no basados ​​en fósiles", así como una variedad de productos beneficiosos.

Dichos dispositivos permitirían la captura y almacenamiento de energía solar para su uso cuando y donde se necesite y se pueden construir utilizando productos químicos que son mucho más baratos y más abundantes que los materiales que se utilizan actualmente para aplicaciones de energía solar convencional.  @mundiario

 

 

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