Desarrollan un nuevo método de fotosíntesis artificial que produce hidrógeno limpio

Las mejores respuestas a las preguntas científicas a menudo se pueden encontrar en la naturaleza.

Un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Florida y la Universidad de Carolina del Sur ha encontrado una manera de imitar la fotosíntesis: convertir la energía de la luz en combustible químico en el laboratorio. Su estudio se publica en el Journal of the American Chemical Society.

“Uno de los santos griales de la investigación de energías alternativas es usar la luz solar para formar enlaces químicos que luego se pueden usar como combustible”, dijo el profesor asociado de química de la FSU, Ken Hanson. "Pero hacer enlaces de alta energía es un trabajo duro y difícil de hacer con un paquete de energía luminosa o un fotón".

Hanson y el profesor asociado de química de la Universidad de Carolina del Sur, Aaron Vannucci, trabajaron juntos como asociados postdoctorales hace una década y durante mucho tiempo habían querido perseguir la idea de usar moléculas simples para imitar la fotosíntesis.

El proceso

Para este estudio, los investigadores combinaron dos moléculas, un catalizador fotorredox (es decir, un catalizador que mueve electrones con la luz) y naftol, un compuesto orgánico fluorescente. Luego expusieron las moléculas a la luz. Cada molécula absorbió un fotón y luego trabajó en conjunto para generar combustible de hidrógeno, imitando un proceso denominado Z-Scheme en la fotosíntesis natural.

“Esta idea general se persigue en laboratorios de investigación de todo el mundo”, dijo Vannucci. “Lo que hace que nuestro sistema sea único es la molécula que usamos para la reacción de formación de enlaces. Sorprendentemente, a pesar de ser una molécula simple y abundante, el naftol absorbe la luz, acepta electrones y actúa como catalizador para la producción de hidrógeno”.

Si bien la eficiencia del sistema actual es bastante modesta, del 5%, el equipo ahora está trabajando para comprender los detalles de cómo el naftol genera hidrógeno sin la necesidad de costosos catalizadores como el platino. Usarán esos conocimientos para mejorar la eficiencia de conversión de energía y expandir su utilidad a otras reacciones.

Esta investigación es apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias.