Fotosíntesis artificial sin necesidad de batería

Al igual que su versión natural, la fotosíntesis artificial utiliza la luz solar para convertir el agua y el dióxido de carbono en combustibles útiles como el ácido fórmico. Pero una limitación ha venido frenando la implantación a gran escala de los sistemas de fotosíntesis artificial. La situación puede que comience a cambiar drásticamente a partir de ahora, gracias a un nuevo avance tecnológico.

En los sistemas de fotosíntesis artificial, el electrolizador desempeña un papel crucial al convertir la electricidad generada por las células solares en energía química que puede almacenarse como combustible en forma de ácido fórmico. Para mantener esta conversión de energía funcionando de manera eficiente bajo condiciones variables de luz solar, muchos sistemas utilizan un mecanismo de control que ajusta continuamente el voltaje y la corriente para maximizar la potencia de salida de las células solares. Sin embargo, estos mecanismos de control suelen depender de baterías o componentes electrónicos adicionales para estabilizar el flujo de energía, lo que aumenta tanto el costo como la complejidad del sistema en general.

Un equipo integrado, entre otros, por Yasuo Matsubara y Yutaka Amao, del Centro de Investigación de Fotosíntesis Artificial, dependiente de la Universidad Metropolitana de Osaka en Japón, ha ideado un diseño más eficiente, incorporando un electrolito sólido especial en el electrolizador. En su nuevo sistema, el propio electrolizador ejecuta de manera automática los ajustes de voltaje y corriente para maximizar la potencia de salida de las células solares, eliminando la necesidad de baterías.

Este comportamiento autorregulado ayuda a mantener la producción de combustible más estable a lo largo del día y automatiza el sistema, reduciendo la dependencia no solo de baterías sino también de componentes externos costosos.

El sistema de fotosíntesis artificial produce ácido fórmico a partir de dióxido de carbono y agua. La imagen de la derecha muestra el nuevo electrolizador. (Fotos: Osaka Metropolitan University)

Cuando el equipo probó un dispositivo que incorporaba esta tecnología, este produjo ácido fórmico de modo estable a partir de agua y dióxido de carbono bajo luz solar real, incluso cuando la intensidad de la luz fluctuaba.

Matsubara, Amao y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica EES Solar, bajo el título “Chemical Maximum-Power-Point Tracking System for Stabilized Liquid Solar-Fuel Production”. (Fuente: NCYT de Amazings)