es.wedoany.com Noticia: Un equipo de investigación de la Universidad de Basilea (University of Basel) publicó un estudio en Nature Chemistry que describe una nueva molécula ensamblada a partir de cinco partes, diseñada para imitar la lógica central de la fotosíntesis y resolver el desafío del almacenamiento de múltiples cargas en la fotosíntesis artificial.
Las plantas convierten la luz solar en energía almacenada en enlaces químicos mediante la fotosíntesis, un proceso que los químicos han intentado replicar en laboratorios durante años. El objetivo de la fotosíntesis artificial es producir combustibles solares, como hidrógeno, metanol o gasolina sintética, que liberan al quemarse la misma cantidad de dióxido de carbono que absorben durante su producción, considerándose por ello neutros en carbono. El obstáculo central en este campo es lograr una acumulación estable de múltiples cargas, por ejemplo, mantener cuatro cargas simultáneamente para impulsar reacciones como la división del agua, mientras que muchos intentos tempranos se estancaron debido al colapso por recombinación de cargas.
La solución propuesta por el equipo de la Universidad de Basilea es una molécula formada por cinco fragmentos diferentes conectados linealmente, que trabajan en conjunto como una mini línea de ensamblaje. En un extremo de la molécula hay dos unidades donantes que, tras la excitación, liberan electrones y quedan cargadas positivamente; en el otro extremo hay dos unidades aceptoras que capturan electrones y quedan cargadas negativamente. El componente central de absorción de luz conecta ambos extremos, desencadenando la transferencia de electrones y haciendo que las cargas migren rápidamente hacia el exterior. La molécula alcanza un estado de carga completa en dos pasos: el primer haz de luz incide sobre el absorbedor central, generando un par de cargas positiva y negativa que se separan hacia los extremos; el segundo haz de luz repite el proceso, acumulando dos cargas positivas en el lado donante y dos cargas negativas en el lado aceptor, almacenando un total de cuatro cargas. Esto es suficiente para impulsar reacciones como la división del agua en hidrógeno y oxígeno, y las cargas permanecen estables para participar en reacciones químicas posteriores.
El estudiante de doctorado Mathis Brändlin señaló que este método de excitación gradual permite utilizar luz significativamente más tenue, ya cercana a la intensidad solar, mientras que muchos estudios anteriores requerían el uso de láseres potentes, muy alejados de las condiciones reales de luz solar. El equipo se mostró cauto al afirmar que la molécula aún no constituye un sistema viable de fotosíntesis artificial, pero el líder del equipo, el profesor Oliver Wenger, considera que han identificado e implementado una pieza importante del rompecabezas en este campo. El próximo paso de la investigación se centrará en conectar las cargas almacenadas con catalizadores capaces de completar reacciones químicas. Wenger indicó que estos resultados profundizan la comprensión del proceso de transferencia de electrones, y que este conocimiento mecanístico influirá en el diseño de la próxima generación de moléculas, contribuyendo a nuevas perspectivas para un futuro energético sostenible.
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