Mundo, 05 de sep 2025 (ATB Digital).- La fotosíntesis artificial siempre ha sido uno de los sueños más ambiciosos de la ciencia moderna: imitar a las plantas para convertir la luz solar en energía química últil. Un equipo de investigadores de la Universidad de Basilea ha dado un paso importante en esa dirección al desarrollar una molécula capaz de almacenar cuatro cargas eléctricas cuando se expone a la luz. Este avance, publicado en Nature Chemistry, representa una pieza clave para crear combustibles solares como el hidrógeno, el metanol o la gasolina sintética, todos ellos con un balance neutro de carbono.
El principio de la fotosíntesis como modelo
La naturaleza ya nos dio el ejemplo con la fotosíntesis: las plantas capturan la luz solar y la usan para transformar el dióxido de carbono y el agua en azúcares. Estos azúcares almacenan energía que luego se libera cuando los seres vivos los consumen, cerrando un ciclo que devuelve CO2 a la atmósfera.
Recrear este proceso con tecnología implica convertir la luz solar en enlaces químicos estables que puedan ser usados como energía, idealmente sin emitir más CO2 del que se utilizó para producirlos. Los combustibles solares funcionarían, por tanto, como una especie de «batería líquida» renovable.
La arquitectura de la molécula: cinco piezas, un objetivo
El hallazgo de los investigadores suizos se centra en una molécula compleja construida a partir de cinco componentes enlazados, cada uno con una función específica. En un extremo se encuentran dos unidades que, al recibir energía lumínica, liberan electrones y quedan cargadas positivamente. En el otro extremo, dos partes distintas absorben esos electrones y se vuelven negativamente cargadas. Al centro, una unidad fotosensible actúa como el panel solar de esta microestructura: absorbe la luz e inicia el movimiento de electrones.
Esta configuración permite que la molécula, al ser iluminada, acumule de forma secuencial dos cargas positivas y dos negativas, simulando así el mismo tipo de separación de cargas que ocurre en los cloroplastos de las plantas.
Dos destellos de luz bastan
El proceso funciona en dos etapas. En la primera, un destello de luz genera una pareja de cargas opuestas que se redistribuyen a los extremos del sistema molecular. Con un segundo destello, se repite el mismo efecto, logrando así que la molécula contenga cuatro cargas simultáneas. Este almacenamiento temporal es esencial para alimentar reacciones químicas como la división del agua en hidrógeno y oxígeno, un paso crítico para la producción de hidrógeno verde.
La clave está en que el sistema permite usar luz de baja intensidad, cercana a la del sol, en lugar de depender de láseres potentes como en investigaciones anteriores. Esto representa un cambio drástico hacia la viabilidad práctica del proceso.
Estabilidad y aplicabilidad futura
Uno de los aspectos más prometedores del experimento es que las cargas generadas se mantienen estables el tiempo suficiente para ser utilizadas en reacciones posteriores. Esto soluciona un problema común en sistemas fotoquímicos: la rápida recombinación de las cargas antes de que puedan hacer un trabajo útil.
Aunque aún no se ha logrado una fotosíntesis artificial completa, los investigadores destacan que esta molécula representa un componente crítico del sistema final. Comprender cómo se acumulan y separan las cargas a nivel molecular permite diseñar futuros catalizadores y estructuras capaces de generar combustibles solares sostenibles de forma eficiente.
Más allá del laboratorio: un futuro sin emisiones
La aplicación de este descubrimiento podría cambiar la forma en que producimos y almacenamos energía. Imaginar una estación de servicio donde, en lugar de combustibles fósiles, se vendan carburantes sintéticos creados con sol, agua y CO2 reciclado no es tan descabellado si avances como este continúan desarrollándose.
La investigación liderada por Oliver Wenger y Mathis Brändlin es parte de un esfuerzo global por encontrar alternativas limpias y escalables al modelo energético actual. A través del estudio profundo de procesos naturales, la ciencia busca traducir millones de años de evolución en soluciones concretas para los retos del presente. Aunque el camino hacia la fotosíntesis artificial es largo, cada paso como este nos acerca a una forma más armónica de coexistir con el planeta.
Fuente: Whatsnew.com