El Sol es la fuente de energía más potente y ecológica que tenemos: en solo una hora, nuestra estrella arroja sobre la Tierra la luz necesaria para proveer al planeta de energía durante todo un año.
La pregunta del millón de dólares –o quizás del billón– es cómo capturar esa energía y almacenarla para sacarle provecho en la noche, cuando el sol no brilla. De ser eso posible, podríamos olvidarnos del petróleo y del carbón como fuentes de energía.
La forma de hacerlo ya está inventada: las plantas lo hacen todos los días. Con ayuda de los cloroplastos, ellas utilizan la energía del Sol para separar el agua en moléculas de hidrógeno y oxígeno, y almacenar en los enlaces químicos que conforman las moléculas la energía que luego usarán cuando la necesiten.
¿Por qué no hacer lo mismo? Pues un grupo de expertos está trabajando en la tarea. Su meta es crear fotosíntesis artificial.
El primer paso en ese complejo proceso ya fue dado. Daniel Nocera y Mathew Kanan, del Instituto Tecnológico de Massachusetts, crearon un sistema que permite dividir la molécula del agua en oxígeno e hidrógeno a temperatura ambiente y usando materiales baratos.
El principio que aplicaron no tiene mucho de nuevo, se llama electrólisis y consiste en aplicar una corriente eléctrica al agua y, con ayuda de agentes catalizadores, hacer que los enlaces que unen a dos átomos de hidrógeno con uno de oxígeno –formando agua (H2 O)– se rompan y los átomos se reorganicen formando alianzas de dos átomos de oxígeno (O2 ) e hidrógeno (H2 2 ). Se trata de moléculas que almacenan en sus enlaces más energía que la molécula del agua.
En un extremo del recipiente donde se realiza la electrólisis está el ánodo, donde las burbujas de oxígeno se agrupan; al otro está el cátodo, donde las moléculas de hidrógeno hacen lo suyo.
El proceso fue inventado hace dos siglos, pero el problema es que los materiales usados para acelerar la reacción química son caros y el ambiente en que se da la reacción es muy artificial.
Sin embargo, Nocera y Kanan ya han dado un paso para cambiar todo eso. Según reportan en la revista Science , ellos han ideado un catalizador barato para extraer oxígeno del agua. Usan cobalto y fosfato (elementos baratos y abundantes) junto a un electrodo puesto dentro del agua para sacar las moléculas de oxígeno. En su experimento, del otro lado del recipiente usan otro electrodo combinado con platino (que es muy caro) como catalizador para obtener el hidrógeno.
El siguiente paso en la búsqueda de la fotosíntesis artificial será utilizar el Sol como la fuente de energía para romper los enlaces de la molécula del agua y desarrollar un catalizador más económico que el platino para la obtención del hidrógeno.
En ese último punto, investigadores de la Universidad de Monash, en Australia, ya reportan haber logrado un avance. Ellos usan el material Goretex, el mismo que se usa para que la ropa de los atletas no se moje con su sudor, como catalizador para obtener el hidrógeno.
Nocera espera que en una década la fotosíntesis artificial sea una realidad y que las celdas fotovoltaicas brinden energía al hogar durante el día, mientras que el hidrógeno y oxígeno almacenado a través de la electrólisis sea la central eléctrica que dé energía a ese hogar en la noche y alimente todos sus vehículos.