Athens, Georgia - El sol proporciona la fuente más abundante de energía en el planeta. Sin embargo, sólo una pequeña fracción de la radiación solar en la Tierra se convierte en energía útil. Para ayudar a resolver este problema, los investigadores de la Universidad de Georgia miraron a la naturaleza en busca de inspiración, y ahora están desarrollando una nueva tecnología que hace posible el uso de las plantas para generar electricidad. "La energía limpia es la necesidad del siglo", dijo Ramaraja Ramasamy, profesor asistente en la Escuela Superior de Ingeniería Universidad de Georgia y el autor correspondiente de un artículo que describe el proceso en el Diario de Energía y Medio Ambiente. "Este enfoque puede que algún día transformar nuestra capacidad de generar energía limpia a partir de la luz solar mediante sistemas basados en plantas." Las plantas son los campeones indiscutibles de la energía solar. Después de miles de millones de años de evolución, la mayoría de ellos operan en casi el 100 por ciento de eficiencia cuántica, lo que significa que por cada fotón de luz solar una planta de captura, que produce un número igual de electrones. Convirtiendo una fracción de este en electricidad podría mejorar la eficacia observada con paneles solares, que por lo general operan a niveles de eficiencia entre el 12 y el 17 por ciento. Durante la fotosíntesis, las plantas utilizan la luz solar para dividir moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno, que produce electrones. Estos electrones recién liberados van a ayudar a crear los azúcares que las plantas utilizan tanto como la comida para apoyar el crecimiento y la reproducción. "Hemos desarrollado una manera de interrumpir la fotosíntesis para poder capturar los electrones antes de que la planta los usa para hacer que estos azúcares", dijo Ramasamy, quien también es miembro de la nanoescala Ciencia de UGA y el Centro de Ingeniería. La tecnología de Ramasamy implica la separación de las estructuras a cabo en la célula de la planta llamada tilacoides, que son responsables de la captura y el almacenamiento de la energía de la luz solar. Los investigadores manipulan las proteínas contenidas en los tilacoides, la interrupción de la vía a lo largo de la cual el flujo de electrones. Estos tilacoides modificadas se inmovilizan en un soporte especialmente diseñado de los nanotubos de carbono, estructuras cilíndricas que son cerca de 50.000 veces más finos que un cabello humano. Los nanotubos actúan como un conductor eléctrico, la captura de los electrones desde el material vegetal y el envío de ellos a lo largo de un alambre. En experimentos a pequeña escala, este enfoque resultó en niveles de corriente eléctrica que son dos órdenes de magnitud mayores que los reportados previamente en sistemas similares. Ramasamy advierte que mucho más trabajo por hacer antes de que esta tecnología llegue a la comercialización, pero él y sus colaboradores ya están trabajando para mejorar la estabilidad y el rendimiento de su dispositivo. "En el corto plazo, esta tecnología podría utilizarse mejor para sensores remotos u otros equipos electrónicos portátiles que requiere menos energía para funcionar", dijo. "Si somos capaces de aprovechar las tecnologías como la ingeniería genética para mejorar la estabilidad de los mecanismos fotosintéticos de plantas, estoy muy esperanzado de que esta tecnología será competitiva a los paneles solares tradicionales en el futuro." "Hemos descubierto algo muy prometedor aquí, y es sin duda vale la pena explorar más", dijo. "La salida eléctrica que vemos ahora es modesto, pero sólo hace unos 30 años, las células de combustible de hidrógeno fueron en su infancia, y ahora puedo coches eléctricos, autobuses e incluso edificios." El estudio completo, que fue co-escrito por el estudiante graduado UGA Jessica Calkins y el investigador asociado postdoctoral Yogeswaran Umasankar, está disponible en pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/ee/c3ee40634b. Para más información sobre la investigación en el laboratorio de Ramasamy, ver ramasamy.uga.edu
Posted on: Fri, 26 Jul 2013 16:07:20 +0000
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