Un proceso natural que ocurre durante la fotosíntesis podría conducir al diseño de células solares artificiales más eficientes, según investigadores de la Universidad Estatal de Georgia.
Durante la fotosíntesis, las plantas y otros organismos, como las algas y las cianobacterias, convierten la energía solar en energía química que luego puede usarse como combustible para actividades. En las plantas, la energía de la luz del sol hace que un electrón se mueva rápidamente a través de la membrana celularEn las células solares artificiales, el electrón a menudo regresa a su punto de partida y se pierde la energía solar capturada. En las plantas, el electrón prácticamente nunca regresa a su punto de partida, y es por eso que la captura de energía solar en las plantas es tan eficiente. Un procesollamada transferencia de electrones de región invertida podría contribuir a inhibir esta "transferencia de electrones inversa"
Resultados de este estudio, publicados en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias , brinde evidencia cuantitativa de que la transferencia de electrones en la región invertida es responsable de la muy alta eficiencia asociada con la conversión de energía solar en la fotosíntesis.
El trabajo teórico sobre este fenómeno le valió al Dr. Rudolph Marcus el Premio Nobel de Química de 1992, pero hasta ahora el mecanismo no se había demostrado en sistemas fotosintéticos naturales. Los investigadores estudiaron centros de reacción fotosintética de la especie de cianobacteria de agua dulce Synechocystis, que tiene el mismomaquinaria fotosintética como plantas.
"Pudimos revelar la existencia del mecanismo por primera vez al inventar un método que nos permitiera realizar con éxito los desafiantes experimentos requeridos", dijo el Dr. Gary Hastings, autor principal y profesor en el Departamento de Física y Astronomíaen el estado de Georgia: "Nuestros hallazgos apuntan a nuevas formas de pensar en el diseño de células solares artificiales que se pueden usar, por ejemplo, para producir gas hidrógeno, que se puede usar como combustible limpio y renovable".
La energía solar, la fuente de energía renovable más limpia y abundante disponible, se puede convertir en energía térmica, química o eléctrica. Al aprovechar y convertir una pequeña fracción de la energía solar que cae en la Tierra cada año, aumenta la sed de los humanos porHastings dijo que la energía se puede apagar. La industria del mercado solar en los Estados Unidos está trabajando para aumentar la producción de tecnología solar y reducir los costos, pero enfrenta algunos desafíos, según la Asociación de Industrias de Energía Solar.
"Las plantas convierten la energía solar de manera ultra eficiente, considerablemente más eficiente que cualquier célula solar artificial", dijo Hastings. "En la fotosíntesis, la luz entra, un electrón se mueve a través de una membrana y no regresa. El gran problema consistemas artificiales es el electrón hace mucho tiempo atrás. Ese es el verdadero corazón de por qué las plantas son tan eficientes en la conversión de energía solar.
"Los detalles que subyacen a la conversión eficiente de la energía solar en las plantas son poco conocidos. Esto es lamentable, ya que el conocimiento detallado en esta área es importante para ayudar en las búsquedas para diseñar convertidores solares artificiales económicamente viables. Nuestro trabajo ha revelado un principio de diseño que esen juego en la conversión eficiente de energía solar en plantas, y la esperanza es que este principio pueda ser utilizado en el diseño de nuevos y mejores tipos de células solares artificiales ".
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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