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¿Granja de energía? Cientistas utilizan plantas para producir electricidad

Cientistas desarrollan un sistema capaz de producir energía eléctrica utilizando plantas, un tipo de celda fotovoltaica biológica. El descubrimiento puede cambiar el futuro del agroindustria y de la producción de energía.

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Científicos desarrollan un sistema capaz de generar electricidad a partir de plantas viva. El descubrimiento puede cambiar el futuro de la agricultura y la energía.

Cuando pensamos en plantas, varias cosas pueden venir a nuestra mente. Pueden servir como fuente de alimento, oxígeno e incluso decoración. Pero digamos que utilizar las plantas como fuente de energía eléctrica no es precisamente algo fácil de imaginar.

Sin embargo, ahora esto es una realidad. Investigadores lograron, por primera vez, transformar una planta suculenta en una biocélula solar" viva que funciona a base de fotosíntesis para generar electricidad. La investigación fue publicada en ACS Applied Materials & Interfaces.

En todos los seres vivos, desde las bacterias hasta los animales, los electrones son transportados como parte de procesos bioquímicos naturales. Si hubiesen electrodos para capturarlos, las células podrían generar electricidad, la que posteriormente, podría aprovecharse en otro lugar.

Al recolectar electrones transportados naturalmente dentro de las células vegetales, los científicos se dieron cuenta de que podían generar electricidad, algo como si fuese una célula fotovoltaica biológica y viva.

Investigaciones anteriores ya han sido capaces de crear celdas de combustible con bacterias siguiendo un principio similar, pero los microbios necesitaban ser alimentados constantemente. Esta vez, los científicos recurrieron a la fotosíntesis para generar energía más fácilmente.

¿Cómo la fotosíntesis puede generar baterías eléctricas vivas?

Durante la fotosíntesis, la luz del Sol que llega a las hojas impulsa un flujo de electrones desde el agua, lo que resulta en la generación de oxígeno y azúcar. Esto significa que las células vegetales fotosintéticas están constantemente produciendo electricidad que puede ser transportada para alimentar un circuito externo.

En particular, las plantas como las suculentas que se encuentran en ambientes áridos tienen cutículas gruesas para almacenar agua y nutrientes dentro de sus hojas y, por lo tanto, tienen un gran potencial para generar energía.

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Utilizando una Corpuscularia lehmannii, los científicos han creado una celda solar viva, con ánodos de hierro y cátodos de platino insertados en sus hojas. Imagen: Yaniv Shlosberg, Gadi Schuster, Noam Adir.

Entonces, los investigadores se preguntaron si todo este material interno podría usarse como una solución de electrolitos en una celda electroquímica, y encontraron que la respuesta es .

Además, el equipo diseñó el experimento para que los protones dentro de la solución interna de la hoja pudieran combinarse para formar gas hidrógeno en el cátodo, y este hidrógeno también podría recolectarse y usarse en otras aplicaciones.

¿Qué tan efectiva es esta “celda bio-solar”?

Una sola hoja fue capaz de producir voltajes de 0,28 V. Conectada a un circuito, generaba 20 µA/cm2 de fotocorriente. Si se expone a la luz, la hoja es capaz de producir corriente continuamente, como una verdadera celda fotovoltaica viva.

Si bien estos números son más bajos que los de una batería alcalina tradicional, representan una sola hoja. Conectar varias hojas en serie aumentará el voltaje y hará que la tecnología sea aplicable a escalas más grandes.

Vale la pena recordar que estos son solo los primeros pasos de una línea de investigación que debe continuar durante los próximos años. Pero en conjunto, la energía generada y la captación de hidrógeno pueden permitir el desarrollo de tecnologías sostenibles y multifuncionales como nunca antes se habían visto.

En un futuro cercano, esta investigación podría convertirse en una granja de energías renovables, con plantaciones que suplan las necesidades energéticas de los centros urbanos de forma sostenible. El único contra es que tendremos que esperar algunos años para ver qué nos depara el futuro.