Fotosíntesis artificial para la producción de hidrocarburos
Por Ricardo Capilla Vilchis
Ciudad de México. 11 de diciembre de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Cuando se habla de fotosíntesis lo primero que nos imaginamos es vegetación, ya que es el proceso químico que permite a las plantas transformar la luz solar en energía que pueden aprovechar, pero también es un proceso que se busca replicar en los laboratorios para la obtención de fuentes de energía que los humanos puedan aprovechar.
Óscar Cigarroa Mayorga, maestro en ciencias Físico Matemáticas por la Escuela Superior de Física y Matemáticas (ESFM) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), fue uno de los ganadores del XXVI Certámenes Nacionales de Tesis 2015 – 2017 que otorga el Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL), la Secretaría de Energía (Sener), la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía (Conuee) y el Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (Fide).
El trabajo que le valió el reconocimiento a nivel nacional fue realizado durante 2015 y 2016, tiempo en el que Cigarroa Mayorga se desempeñó como becario del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), lleva por título Síntesis y caracterización de heteroestructuras (nanoalambres de ZnO/CuO - nanopartículas de óxido de Fe-Co / óxido de Ni-Co) orientadas hacia aplicaciones de fotosíntesis artificial, y está enfocado en buscar un método de producir hidrocarburos ligeros.
Maestro en Ciencias Óscar Cigarroa Mayorga.“La fotosíntesis artificial es un proceso que trata de imitar la fotosíntesis natural que hacen las plantas; sin embargo, este proceso natural es muy complejo que involucra cientos de reacciones, por lo cual imitarlo completamente sería muy complicado incluso en un laboratorio sofisticado. Lo que se pretende es imitar las funciones básicas de este proceso, como romper la molécula del agua y posteriormente evolucionar las reacciones de oxígeno y de hidrógeno”, explicó el Cigarroa Mayorga.
Según el investigador, para que el proceso sea catalogado como fotosíntesis artificial debe utilizarse un dispositivo que no requiera cables eléctricos, sino que su funcionamiento se de exclusivamente por acción de materiales, en este caso, utilizando una estructura ordenada de nanoalambres de óxido de zinc (ZnO), con nanopartículas de óxido de cobalto y óxido de níquel-cobalto.
“Lo que se busca es que estas estructuras de nanoalambres tengan la capacidad de absorber fotones y de generar electrones y huecos. La banda de energía prohibida necesaria para este material debe ser uno alto, de tres o superior, por lo que los fotones deben llegar con la energía suficiente para excitar energéticamente a los electrones y llegue a otro estado de energía permitido”.
Este proceso artificial podría llevar a la obtención de hidrocarburos ligeros como el propano, metano y etano a partir de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2) y energía solar, los cuales pueden ser almacenados en tanques y ser utilizados para obtener energía.
Cigarroa Mayorga afirmó que la fotosíntesis artificial puede ser una respuesta inmediata a la problemática energética que se agrava día con día, pues la población mundial crece exponencialmente y con ella la demanda de recursos energéticos. La ventaja que ofrece esta tecnología es que se producirían combustibles que no generaran residuos extra en el medio ambiente, pues se utiliza el dióxido de carbono que ya existe en la atmósfera.
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