La fotosíntesis es uno de los fenómenos más eficientes de la naturaleza: además de proporcionar gran parte del oxígeno que los seres humanos necesitamos para respirar, este proceso natural le proporciona a las plantas, el alimento y la energía que necesitan para sobrevivir.
Las plantas utilizan la luz visible, un recurso abundante en la Tierra, para generar el “combustible” que necesitan. Por décadas, los investigadores han dedicado gran cantidad de esfuerzos para encontrar formas artificiales de recrear este proceso natural en los laboratorios, con la esperanza de producir combustible limpio de manera sostenida.
Ahora, un grupo de químicos del Departamento de Energía del Laboratorio Nacional Brookhaven y de la Universidad Estatal de Virginia (Virginia Tech), han diseñado dos supramoléculas, cada una compuesta de un número de iones metálicos captadores de luz de rutenio (Ru), unidos a un solo centro catalítico de iones metálicos de rodio (Rh), con las que hicieron posible la fotosíntesis sintética.
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Gerald Manbeck, autor principal del estudio, señala: “Ambas supramoléculas pueden realizar los procesos necesarios para la fotosíntesis: absorber la luz, separar y transportar la carga eléctrica y catalizar las reacciones necesarias, para producir el hidrógeno que las plantas utilizan para convertir dióxido de carbono en glucosa.”
Si bien ambas supramoléculas podrían actuar como fotocatalizadores, los investigadores se propusieron determinar cuál de las dos era más eficiente. Luego de una serie de pruebas, encontraron que la supramolécula una con seis iones de Rutenio (Ru), producía unas 280 moléculas de hidrógeno por cada catalizador en un período de 10 horas. Sin embargo, la supramolécula con sólo tres iones Ru producía 40 moléculas de hidrógeno durante 4 horas, momento en que dejó de funcionar. Esto significa que la supramolécula más grande era un poco más deficiente.
Con este trabajo investigativo, los científicos han abierto la posibilidad de diseñar sistemas moleculares, incluso más eficaces para llevar a cabo el proceso de fotosíntesis artificial. Llevará tiempo, pero el grupo (y otros equipos de todo el mundo) pueden utilizar estos hallazgos para evocar los sistemas que pueden producir grandes cantidades de hidrógeno, el cual puede ser utilizado como combustible.
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Este trabajo es un gran paso en la consecución de los objetivos de muchos investigadores, que tratan de utilizar la fotosíntesis con el propósito de crear energía limpia. Otro de los puntos sobresalientes de la fotosíntesis sintética, es que podría ser utilizada para eliminar los contaminantes en el aire, porque uno de los componentes necesarios para realizar el proceso es dióxido de carbono.
De esta manera, se consiguen dos objetivos con un único proceso: limpieza del aire y generación de una energía más limpia.