Producir energía "verde", literalmente, a partir de "células biosolares" de plantas vivas

Los científicos han recurrido a la fotosíntesis para generar corriente

15.12.2022 - Estados Unidos

Aunque las plantas pueden servir como fuente de alimento, oxígeno y decoración, no suelen considerarse una buena fuente de electricidad. Pero recogiendo los electrones transportados de forma natural por las células vegetales, los científicos pueden generar electricidad como parte de una célula solar biológica "verde". Ahora, unos investigadores que publican en ACS Applied Materials & Interfaces han utilizado por primera vez una planta suculenta para crear una "célula biosolar" viva que funciona mediante fotosíntesis.

En todas las células vivas, desde bacterias y hongos hasta plantas y animales, los electrones se mueven como parte de procesos bioquímicos naturales. Pero si hay electrodos, las células pueden generar electricidad que puede utilizarse externamente. Investigadores anteriores habían creado pilas de combustible de este tipo con bacterias, pero los microbios tenían que ser alimentados constantemente. En su lugar, los científicos, incluido el equipo de Noam Adir, han recurrido a la fotosíntesis para generar corriente. Durante este proceso, la luz impulsa un flujo de electrones procedentes del agua que, en última instancia, da lugar a la generación de oxígeno y azúcar. Esto significa que las células fotosintéticas vivas producen constantemente un flujo de electrones que puede extraerse como "fotocorriente" y utilizarse para alimentar un circuito externo, igual que una célula solar.

Algunas plantas, como las suculentas de las zonas áridas, tienen cutículas gruesas para mantener el agua y los nutrientes en sus hojas. Yaniv Shlosberg, Gadi Schuster y Adir querían probar, por primera vez, si la fotosíntesis en las suculentas podría crear energía para células solares vivas utilizando su agua y nutrientes internos como solución electrolítica de una célula electroquímica.

Los investigadores crearon una célula solar viva utilizando la suculenta Corpuscularia lehmannii, también llamada "planta de hielo". Insertaron un ánodo de hierro y un cátodo de platino en una de las hojas de la planta y comprobaron que su voltaje era de 0,28V. Cuando se conectaba a un circuito, producía hasta 20 µA/cm2 de densidad de fotocorriente cuando se exponía a la luz y podía seguir produciendo corriente durante más de un día. Aunque estas cifras son inferiores a las de una pila alcalina tradicional, son representativas de una sola hoja. Estudios anteriores sobre dispositivos orgánicos similares sugieren que conectar varias hojas en serie podría aumentar el voltaje. El equipo diseñó específicamente la célula solar viva de modo que los protones de la solución interna de la hoja pudieran combinarse para formar hidrógeno gaseoso en el cátodo, y este hidrógeno pudiera recogerse y utilizarse en otras aplicaciones. Los investigadores afirman que su método podría permitir el desarrollo de futuras tecnologías energéticas verdes, sostenibles y multifuncionales.

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