Un grupo de investigadores de la Universidad Nacional de Rosario y del Conicet explora los combustibles alternativos a partir de la imitación del proceso de fotosíntesis. El objetivo es la producción de hidrógeno que cumple las condiciones ideales para comenzar el reemplazo de los finitos recursos fósiles. “La cantidad de agua en la atmósfera en los últimos millones de años es más o menos constante, por lo que su uso energético es ecológico y no genera efecto invernadero”, sostiene Sandra Signorella, química y directora del equipo de investigación.
El grupo, que trabaja en la división Inorgánica del Instituto de Química Rosario, se encuentra desarrollando un catalizador para obtener hidrógeno, que cumple una función análoga al proceso natural de la fotosíntesis. “Lo que buscamos es la obtención de hidrógeno para su uso como combustible. Por acción del sol, lo que hacemos es transformar agua en hidrógeno, pero para eso necesitamos un catalizador: si ponemos agua en un plato y lo dejamos al sol nunca se va a descomponer y producir hidrógeno por sí sola, así que se necesita algo que la ayude. Para eso desarrollamos una celda de producción de hidrógeno que descompone el agua”, explicó Signorella.
El catalizador lo que busca es desarrollar compuestos artificiales que desempeñen una función análoga a la de una enzima natural. La enzima es una molécula muy grande que tiene un centro de reacción específico en donde se produce la transformación química. Hay algunas que se llaman metaloenzimas porque tienen metal en el centro de reacción. “El catalizador tiene que reproducir las características de ese metal para producir la reacción que, en este caso, sería descomponer agua si lo que se quiere es producir hidrógeno”, argumentó la investigadora.
La idea de la imitación del proceso de fotosíntesis para la obtención de hidrógeno surge del trabajo de más de diez años con manganeso. La más importante de todas las enzimas del manganeso es la del fotosistema: “Esa enzima lo que hace justamente es oxidar agua. Cuando incide la luz sobre la clorofila, que es un pigmento, se produce lo que se llama una migración de electrones. Nosotros hemos querido emular con un catalizador artificial que produzca esa misma función. Como teníamos experiencia en este compuesto, decidimos meternos en un desafío grande, ya que estamos compitiendo con los grupos de punta de otros lugares del mundo. La naturaleza usa manganeso para oxidar el agua, entonces para nosotros el catalizador debe contener manganeso, hay otros grupos que usan otros metales”.
El hidrógeno sirve como combustible para cualquier forma de producción de energía. Actualmente ya son varios los países que cuentan con vehículos que lo utilizan, aunque la tecnología es cara y se encuentra aún en etapa de desarrollo. Según la investigadora, su ventaja frente a un combustible fósil, además de no generar efecto invernadero, es que tiene una química mucho más limpia: para generarlo sólo se necesita agua y luz. “Ese hidrógeno cuando se usa como combustible reacciona nuevamente con el oxigeno y vuelve a generar agua, ya que el producto de combustión del hidrógeno es agua. Además, el agua líquida y el agua a vapor están en un equilibrio perfecto en la atmósfera desde hace millones de años. El sistema en sí es ideal y bien ecológico”.
En este sentido, la investigadora consideró: “Es importante reemplazar los combustibles fósiles porque se van a terminar. Si se mantuvieran los pozos que están hasta el momento en funcionamiento, se dice que va a haber combustible hasta el año 2050. Obviamente se van descubriendo nuevos pozos y se extiende un poco más, pero en algún momento vamos a tener que reemplazar toda la tecnología utilizada en combustibles fósiles por otras”.
En este momento, los investigadores están trabajando en la mejora del catalizador para que sea duradero: “El catalizador es la parte más cara del proceso, ya que usar el agua y el sol es económico. Para su uso comercial, lo importante es que el catalizador tenga una vida útil extensa”, advirtió.
Los responsables del desarrollo de este experimento químico son Claudia Palopoli, Verónica Daier, Gabriela Ledesma y Diego Moreno, que trabajan bajo la dirección de Signorella. Cuando a Sandra se le pregunta cuándo se interesó por la química su respuesta es automática y sin titubeos: “Desde siempre. Cuando tenía 10 años, mi abuela me regaló uno de esos jueguitos de química en que uno mezcla cosas y ve qué pasa. La química me encantaba desde la secundaria, me resultaba fácil. Cuando empecé la facultad y cursé química general pensé: «Qué suerte que elegí esto, es fascinante» y desde entonces sigo siempre fascinada con la química. Lo que me interesa es esto de poder modificar algo, partir de una sustancia y transformarla en otra”.
En esa transformación, el trabajo en el laboratorio no es para ansiosos. “En este tipo de investigaciones encontrar resultados lleva mucho tiempo, por eso hay que tener paciencia, ir de a poco. Es muy fácil echar a perder el trabajo y demora encontrar las condiciones óptimas para hacer la reacción adecuada. A veces hay un montón de experiencias que no conducen a lo que se busca y es necesario ir cambiando el método, buscando reacciones alternativas”, concluyó.
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