Hojas biónicas

• Biello, David para I&C

Los cloroplastos son los orgánulos encargados de llevar a cabo la fotosíntesis en las células vegetales. [ED RESCHKE, GETTY IMAGES]

Una hoja de árbol, una brizna de hierba o una simple célula de alga: todas ellas producen combustible a partir de agua, luz solar y dióxido de carbono por medio de la fotosíntesis. Ahora, un grupo de científicos afirma haber reproducido —y mejorado— este proceso gracias a una «hoja biónica».

En un trabajo conjunto, el grupo de Daniel Nocera, químico de Harvard, y el de Pamela Silver, bióloga de la misma universidad, han fabricado una especie de batería viva a la que han llamado «hoja biónica» por su combinación de biología y tecnología. El dispositivo usa la electricidad generada por un panel fotovoltaico para proporcionar energía al proceso químico que disocia el agua en hidrógeno y oxígeno. Después, una serie de microorganismos absorben el hidrógeno y convierten el CO₂ del aire en alcohol, el cual puede emplearse como combustible. En 2015, el mismo equipo ya obtuvo su primer dispositivo fotosintético artificial, el cual producía 216 miligramos de alcohol por litro de agua. Sin embargo, el catalizador de níquel, molibdeno y zinc que hacía posible la disociación del agua adolecía de un desafortunado efecto secundario: envenenaba a los microorganismos.

Así las cosas, los investigadores emprendieron la búsqueda de un catalizador mejor. Tal y como explican en un artículo publicado el pasado mes de junio en Science, lo han encontrado en una aleación de cobalto y fósforo, una amalgama que ya se usa como recubrimiento anticorrosivo para componentes de plástico y metal. Gracias al nuevo catalizador, la eficiencia en la producción de combustibles como isopropanol e isobutanol ha aumentado en un 10 por ciento. Por cada kilovatio hora de electricidad, los microorganismos extraen del aire 130 gramos de CO₂ y sintetizan 60 de isopropanol, una conversión diez veces más eficiente que la lograda por la fotosíntesis natural.

Nocera sostiene que, al sintetizar combustible a partir del CO₂ del aire, el nuevo biorreactor podría ayudar a paliar el aumento en la concentración del gas responsable del calentamiento global y, al mismo tiempo, proporcionar combustibles más limpios a quienes no disponen de fuentes modernas de energía.